CN102770821A

CN102770821A - 具有用于确定热水存储器的热水水位的装置的热水存储器

Info

Publication number: CN102770821A
Application number: CN2010800345191A
Authority: CN
Inventors: S.布格哈特; C.恩格里施
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2009-08-03
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2012-11-07
Also published as: DE102009035761A1; WO2011015529A3; WO2011015529A2; EP2462493A2

Abstract

本发明涉及一种热水存储器，其具有用于确定所述热水存储器的水位的装置。所述热水存储器包括用于输入冷水的进水口和用于输出热水的出水口。其中所述热水存储器具有用于检测水流量的流量测量装置，为了基于检测到的水流量确定装载状态，所述流量测量装置与用于确定所述热水存储器的水位的装置连接。

Description

具有用于确定热水存储器的热水水位的装置的热水存储器

发明领域

本发明涉及一种热水存储器，其具有用于确定所述热水存储器的热水水位的装置。所述热水存储器包括用于输入冷水的进水口和用于输出热水的出水口。

现有技术

热水存储器通常具有指示器，该指示器为使用者指示存储器的热水装载状态。借助于该指示器，使用者可以确定或评估热水的量是否足够。指示器通常也用于节能目的，因为如果例如热水量已经足够用于所期望的使用，则使用者可以阻止再加热或重新加热。

为了确保指示出热水水位，通常使用了温度传感器或温度测量装置，其设计成整体式或者说集成式（integral）或也可以布置在水箱中确定的位置处。例如，DE 44 01 539 A1公开了整体式温度探测器，该整体式温度探测器提供了关于在热水存储器的水箱中的热水水位的信息。此外，对出口温度进行检测以确保对热水水位的精确指示。

DE 195 43 761 C2同样公开了用于热水存储器的热水水位的检测装置。根据DE 195 43 761 C2，评估水温连同加热元件的控制电压，以便能实现热水水位的尽可能精确的指示。

被加热的水由于较小的特定重量而在水箱中上升，这导致形成不同温度的水层。这些不均匀的水层无法完全由温度传感器检测，因此可能发生对当前在水箱中热水水位的错误指示。对此，整体式温度探测器太不精确，并且使用者例如不能估计或读出热水的剩余流出时间。

根据本发明的目的

因此，本发明的目的在于，提供一种热水存储器，其确保了对热水存储器的热水水位或者说热水装载情况（Warmwasserfüllstand）的精确说明。

根据本发明的解决方案

所述目的通过具有权利要求1的特征的热水存储器实现。可以单独地或相互组合使用的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

热水存储器具有用于确定所述热水存储器的热水水位的装置。热水存储器的热水水位或装载状态或热水含量对应于热水的量，该热水在适合的分流点（Zapfstelle）处供使用者使用。所述热水存储器包括用于输入冷水的进水口和用于输出热水的出水口。冷水通过进水口可以到达热水容器或水箱中，随后冷水可被加热，并可以相应地在出水口或热水出水口处得到热水的使用量。热水存储器具有用于检测水流量的流量测量装置，为了基于检测到的水流量确定装载状态，所述流量测量装置与用于确定热水存储器的热水水位的装置相连接。

通过流量测量装置可以确保对热水存储器的热水水位的精确指示。热水水位理解为供使用者或消耗者使用的热水的量。流量测量装置优选借助于传感器来检测在热水存储器的出水口或进水口中的流量，并将这些数据传输至用于确定热水水位的装置。因此，用于确定（热水水位）的装置可以确定当前的热水水位，而使用者可以读出热水的精确的量。此外，通过流量测量装置可以对热水水位进行实时指示。

供使用的热水量、即热水水位由存在于存储器中的层的、供使用的热水含量组成。在此，优选仅考虑可使用的层、即具有大于确定的额定温度值的水温的层。通过已知的内部容器的存储器几何形状、以及已知的可借助于流量测量装置确定的流出的体积，已知了层高度并且进而热水量。通过可选地使用温度传感器还可以进一步提高精确性。

本发明的优选实施方案

流量测量装置优选被设置用于检测进水口的流量，并发出信号。通过将流量测量装置布置在进水口处，可以精确地确定流入到热水存储器中的冷水的量。流入到存储器中的冷水的量相应于由使用者在分流点处放出的热水量。

流量测量装置优选被设置用于检测出水口的流量，并发出信号。因此可以确定由内部容器流出的精确的热水量。

根据一种实施方式，流量测量装置被设置用于检测水的瞬时流量。通过检测瞬时或当前流量可以实时地对热水水位进行精确的说明。这一点是有利的，因为流量测量装置的传感器的惯性小于例如在内部容器（水箱）中的温度传感器的惯性。

优选通过在进水口和/或出水口中的至少一个流量传感器提供对水流量的检测。以有利的方式，流量传感器直接布置在进水口和/或出水口中，以便为用于确定热水水位的装置检测各个流量。也可以借助下述传感器实现这种检测：该传感器不直接地布置在管中而是感应地或利用超声波来检测流量。

优选设有至少一个用于检测水温的温度传感器。附加使用温度传感器实现了对热水存储器的热水水位的更精确的确定，因为用于确定（热水水位）的装置获得了其它的测量数据并可以处理这些数据。

根据一种实施方式，用于确定热水存储器的热水水位的装置具有控制装置，该控制装置被设置用于接收流量测量装置和/或至少一个温度传感器的信号。通过控制装置可以对用于确定（热水水位）的装置进行控制。此外，例如控制装置也可以对热水存储器的加热装置进行控制，以及控制例如对于操作必要的指示、例如热水的额定温度。

流量测量装置优选具有与控制装置连接的测量用转换器（Messumwandler）。该测量用变换器提供能由控制装置评估并进一步处理的信号。

在一种实施方式中，热水存储器包括用于指示热水存储器的热水水位/装载状态的指示器。例如，使用者可以通过该指示器读出，热水量是否足够用于沐浴。此外可以考虑，例如一旦热水含量低于确定的阈值，就响一声音信号。

热水存储器有利地具有用于指示热水的剩余流出时间的时间指示器。因此，使用者可以准确地估计出：例如他还可以淋浴多长时间。

热水存储器优选具有用于通过使用者对被加热的热水的额定温度进行调节的器件。通过该器件可以对温度进行调节，而使用者在热水存储器运行期间总是可以调节优选的期望温度。也可以考虑，通过使用者能对所需的热水量进行调节。因此，使用者可以有针对性地调节热水的量，并进而确保热水存储器的节能运行。

有利地，控制装置包括用于控制所述装置的微控制器。有利地，该微控制器可以成本经济地作为标准化组件使用。

热水存储器具有用于对存储在热水存储器中的水进行加热的加热装置。该加热装置可以借助于控制装置来控制，从而在水箱中的水总是具有期望的温度，或必要时可使用期望的热水量。

附图说明

下面借助在附图中示出的实施例详细描述其它有利的设计方案，然而本发明并不限于该实施例。

附图示意性示出：

图1示出根据本发明的热水存储器；以及

图2示出根据本发明的、布置在进水口上的流量测量装置的原理结构。

借助实施例的详细描述

在下面对本发明的描述中，相同或类似的元件以相同的附图标记来标记。

在本说明书、权利要求和附图中公开的特征不仅能单独地还能以任意组合的方式在其不同的设计方案中对于实现本发明来说都是重要的。

图1示出了根据本发明的热水存储器。热水存储器1例如可以安装在浴室或厨房中。因此使用者总是能够使用热水。可以水平地或竖直地安装热水存储器1。当竖直安装时，热水存储器的纵轴线沿垂直线延伸，而对于操作必要的进水管道和出水管道位于箱之下。当水平安装时，安装轴线或纵轴线基本上平行于水平线延伸，从而例如热水存储器可以安装成接近房间的顶板。

为了使已经被加热的水能被尽可能长时间地保持在工作温度，并且为了为尽可能小地保持备用能量消耗，例如可以设计成柱形的水箱2优选被绝缘外罩（未示出）包围。为了能加热在箱中存储的水，热水存储器包括加热装置15，该加热装置可以布置在水箱的内部，并且优选与被存储的水直接接触。加热装置15通过具有功率电子元件的适合的控制装置由公共电网供电，从而可以加热箱2中的水。此外，热水存储器可以安置在能容置构件的壳体中。

根据图1，水连接管道3和4位于水箱之下，并且可以按照期望进行连接。进给管道或者说冷水入口4例如可以连接到壳体的冷水供给部（Kaltwasserspeisung）上，从而可以为热水存储器1供给清水。根据一种实施方式，出水口或者说热水出口3同样布置在水箱2之下，并可以被引导至一个或多个分流点。在这些分流点之一处，使用者可以放出并使用在热水存储器1的水箱2中的水。热水存储器1的、与在水箱内的加热装置15连接的控制部确保了：加热装置15在箱2内部总是将水加热至恒定的或基本恒定的温度。还可以考虑，例如可以将水连接部布置在水箱之上。

加热装置15布置在水箱2之内，并以下述方式布置：即，对通过进入口4流入的清水进行加热。加热装置15由适合的控制电子元件或者说控制装置14来控制，从而可以提供必要的热能。例如，控制装置14可能布置在用于确定热水存储器的热水水位的装置7内，然而也可以设计成单独的构件。借助于加热装置15对在水箱中包含的水进行加热，其中通过水的物理性质形成了两个区域。热水在水箱的所谓的热水区域9中升高，而冷水位于在热水区域之下的冷水区域8中。因此在水箱2中形成了水的不均匀的分布。

可用水（也就是说热水）可以从出水口3中流出，如此布置该出水口3，使得仅热水区域9中的水可流出。在该实施方式中，用于热水的连接点优选位于水箱的所谓的拱顶中。在流出过程中，热水通过热水出口3流出，从而冷水可以通过进口4再流入。因此，加热装置15可以重新把新输入的冷水加热至期望的温度，从而使用者可以使水在出水口3处以尽可能恒定的温度流出。示意性地示出了加热装置15，然而也可以设想，加热装置具有另外的设计方案或安装位置。

热水存储器1具有用于确定热水水位的装置7，该装置设置成接收至少一个流量测量装置5的信号。根据该实施方式，流量测量装置布置在进水管或者说冷水进口4上，从而可以检测流入的冷水的流量。也就是说，流量测量装置5被设置用于检测冷水的流量。流量测量装置5也可以检测瞬时或当前的在进水口4处的水流量。然而也可以设想，流量测量装置例如布置在出水口3处，从而流量测量装置5可以检测或测量流出的水的流量。在图2中描述了根据本发明的流量测量装置5的原理结构。

此外，热水存储器1在热水容器2内部具有两个温度传感器。在热水容器2中的温度传感器6如此布置，使得温度传感器6可以检测水在容器2中的不均匀的分布。根据该实施方式，温度传感器6作为单个的构件布置在容器2中，然而也可以设想，可以使用沿容器2的外表面延伸的整体式温度传感器（Integraltemperatursensor），该整体式温度传感器被设置用于检测水的精确的温度分布。在图1中，两个温度传感器示例性地布置在热水容器2中、即在冷水区域8和热水区域9中，可用水（热水）可以从该热水区域9中流出。

此外，热水存储器具有另一个温度传感器6，该温度传感器6直接布置在用于清水的进水口4中。温度传感器6检测相应的区域中的各自的水温，并将其传输给控制装置14和/或用于确定热水存储器1的热水水位的检测单元7。可以考虑，温度传感器的数据不用于控制热水存储器1，而是可以借助于多个测量数据实现热水水位的精确信息。也就是说，使用多个温度传感器6可以附加地改善热水水位确定的精确性。

流量测量装置5优选布置在进水管中，相应于水流量的信号被传输至用于确定热水水位的装置7。为了确定热水水位，该装置7可以附加地使用温度传感器6的数据。流量测量装置5可以检测在进水管4处的瞬时水流量，然而同样也可以实现提供或确定流到水容器2中的水的体积。例如，可以考虑在分流点处的流出持续时间的情况下而在控制装置7内确定该体积。根据所用的作为流量测量装置5的构件的流量传感器可以基于不同的测量变量。

如果使用者使热水从容器2流出，则冷水通过进水口4随后流入，并且根据本发明通过流量测量装置5来检测流量。类似地，流量测量装置5可以布置在出水口3处，其中在这种情况下，可以检测流出的热水的流量。流量测量装置5检测测量数据、即流量，并以电信号的形式将这些数据例如传输至控制装置14。由于已知被填满的热水存储器1的原始含量，因此可以示出目前在容器2中存储的水的实时指示（Echtzeitanzeige）。可使用的热水量等于原始热水量除去流出的热水量。这例如可以借助于剩余水指示器（Restwasseranzeige）12来实现，以便将热水存储器1的热水水位告知使用者。因此，热水存储器1的用于确定水位的装置7可以基于来自流量测量装置5的测量数据来确定并转达精确的热水水位。此外，可以考虑，在测定或确定热水存储器的热水水位时，可以附加地使用温度传感器的测量数据。因此当容器2内的温度分布不均匀时，可以确定热水的准确的量。可用的热水含量或热水水位等于在水箱2中多个层的热水含量的总和，所述层的温度足够使用，即超出确定的额定值（通常＞40℃）。通过使用流量测量装置5可以实时测定热水量，因为温度传感器6的惯性例如在装置7中进行确定时不是主要（因素），而流量才是。

图2示出流量测量装置的原理结构，根据本发明该流量测量装置布置在热水存储器的进入口处。根据该实施方式，流量测量装置5布置在用于冷水的进水口4处，并且被设置用于检测或测量流量。流量测量装置5包括可以直接布置在冷水进水管中的流量传感器10。同样可以考虑使用其它用于流量测量的传感器。流量传感器10检测在进水口4中的冷水的流量，并以适合的电信号的形式将该流量传输给测量用变换器（Messwandler）11，该测量用变换器同样可以布置在流量测量装置5中。可以设想，流量测量装置设计成包括变换器11和传感器10的整体构件（Integralbauteil），然而也可以实现分开的构造方式。在这种情况下也可以在进水管4内布置多个传感器10，其信号被传输至测量用变换器11。

流量测量装置5的测量用变换器11对收到的信号进行转换，并将该信号传输给用于确定热水存储器的水位的装置7。此外，该信号也可以被输送至控制装置14，例如该控制装置可以承担对热水存储器1的控制。控制装置14优选可以为微控制器，然而也可以是其它适合用于控制的电子元件。根据该实施方式，附加地、然而并不是必需地在进水口4中布置温度传感器6，该温度传感器类似地可以将温度数据输送至控制装置14和/或用于确定水位的装置7。因此基于这些数据，用于确定水位的装置可以对信息进行评估并输出水位（信息）。例如，可以借助于不同的指示器、例如剩余水指示器12和/或热水指示器13，实现对这些数据的输出。

剩余水指示器12例如可以指出：还有多少水以期望的温度处于容器2中。因此，使用者可以精确地读出供使用的热水的量。热水指示器13例如指出：加热装置15还必须对冷水加热多长时间，直至达到例如由使用者设定的水温或热水量。此外，可以实现剩余时间指示器，该剩余时间指示器例如在淋浴时指示出，以目前的流量还可以淋浴多长时间。

本发明也可以在壁式存储器、作为上工作台设备（übertischger?t）或下工作台设备（Untertischger?t）的小型存储器、或立式存储器（Standspeicher）中使用，它们都可用于为使用者产生热水。这些装置例如可以用在浴室或厨房中，然而可以设想其它的安装位置。

附图标记列表

1 热水存储器

2 水箱或者说热水容器

3 出水口、热水出口或热水出水口

4 进水口或冷水进口

5 流量测量装置

6 温度传感器或者说温度探测器

7 用于确定热水水位或热水含量的装置

8 冷水区域

9 热水区域

10 流量传感器或者说流量探测器

11 用于流量传感器的测量用转换器或者说测量用变换器

12 剩余水指示器

13 热水指示器或者说剩余时间加热指示器

14 控制装置

15 加热装置或加热体

Claims

1. 热水存储器（1），具有用于确定所述热水存储器（1）的热水水位的装置（7），所述热水存储器包括：

- 用于输入冷水的进水口（4）；

- 用于输出热水的出水口（3）；

其特征在于，所述热水存储器（1）具有用于检测水流量的流量测量装置（5），为了基于检测到的所述水流量来确定装载状态，所述流量测量装置与所述用于确定所述热水存储器（1）的所述热水水位的装置（7）相连接。

2. 根据权利要求1所述的热水存储器（1），其特征在于，所述流量测量装置（5）被设置用于检测所述进水口（4）的流量，并发出信号。

3. 根据权利要求1或2所述的热水存储器（1），其特征在于，所述流量测量装置（5）被设置用于检测所述出水口（3）的流量，并发出信号。

4. 根据权利要求2或3中任一项所述的热水存储器（1），其特征在于，所述流量测量装置（5）被设置用于检测水的瞬时流量。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的热水存储器（1），其特征在于，通过在所述进水口（4）和/或所述出水口（3）中至少一个流量传感器（10）提供对所述水流量的检测。

6. 根据前述权利要求中任一项所述的热水存储器（1），其特征在于，还具有至少一个用于检测水温的温度传感器（6）。

7. 根据前述权利要求中任一项所述的热水存储器（1），其特征在于，所述用于确定所述热水存储器（1）的热水水位的装置（7）具有控制装置（14），所述控制装置被设置用于接收所述流量测量装置（5）的和/或所述至少一个温度传感器（6）的所述信号。

8. 根据前述权利要求中任一项所述的热水存储器（1），其特征在于，所述流量测量装置（5）具有测量用转换器（11），所述测量用转换器与所述控制装置（14）连接。

9. 根据前述权利要求中任一项所述的热水存储器（1），还包括用于指示所述热水存储器（1）的所述热水水位的指示器（12）。

10. 根据前述权利要求中任一项所述的热水存储器（1），还包括用于指示所述热水的剩余流出时间的时间指示器。

11. 根据前述权利要求中任一项所述的热水存储器（1），还包括用于通过使用者对被加热的热水的额定温度或额定热水量进行调节的器件。

12. 根据前述权利要求中任一项所述的热水存储器（1），其特征在于，所述控制装置（14）具有用于控制所述装置（7）的微控制器。

13. 根据前述权利要求中任一项所述的热水存储器（1），还具有用于对存储在所述热水存储器中的水进行加热的加热装置（15）。