CN216308202U - 电加热的热水储存器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电加热的热水储存器，其用于加热通过冷水输入管(5)流入的水并且通过热水输出管(6)提供热水，该热水储存器具有控制装置(8)，所述控制装置在所属的温度开关(11)根据所属的温度选择器(9)的设定以及水容器(2)中的注水装置(12)的当前温度响应时使加热体(10)与电网(7)电连接并且在完成加热之后断开，其特征在于，配置给热水储存器(1)的流量监测器(20)与控制和联网装置(21)共同设计用于使得关于热水储存器(1)的使用的信息能够被智能电网使用以在用电和生产高峰时使所述电网减负荷。

Description

电加热的热水储存器

技术领域

本实用新型涉及一种根据优选技术方案的前序部分所述的电加热的热水储存器。在此特别是涉及用于在用电和生产高峰时使电网减负荷的、所述热水储存器的智能联网。

背景技术

为浴室、厨房和另外的家庭应用产生并且准备热水的电加热的热水储存器很久以来是已知的。在提取热水时，冷的自来水再流入到储存器中，所述冷的自来水冷却所含水量，所含水量在低于可预给定的温度时通过电加热装置又被加热。传统的热水储存器配备有简单的温度开关，所述温度开关在低于热水储存器中的可设定的热水温度时将电加热装置接通并且然后又关闭。所述温度开关在多个情况中是机电的温度开关，其中，例如不同材料的不同热膨胀系数(例如在浸入到水中的金属管中的玻璃棒)与瞬时开关共同被充分利用。通常对于所述开关也使用液体，所述液体通过管作用于膜片。

而现代的电加热的热水储存器通常配备有电子调节装置，所述电子调节装置除了电子测量热水储存器中的热水温度并且在达到预给定的额定温度时切换电加热装置以外也可以承担另外的任务。因此，例如由德国专利申请文件DE 10 2011 088 913已知的热水储存器具有流量测量装置，所述流量测量装置与用于设定热水的准备温度的装置共同实现准备温度与用户行为自动地匹配。

现代的电驱动的器具、例如加热装置、洗涤机、洗涤烘干机、冷却器具和热水储存器也随着增长的趋势而连接在智能网络中以在用电和生产高峰时使电网减负荷。在所述智能网络中例如在临界用电高峰时至少延迟所述电器具中的多个电器具的接通，以便有助于避免由于超负荷而使电网崩溃，并且另一方面在例如在强烈的太阳能和风能供应时产生的电流供过于求的情况中而在所述器具中的多个器具中接通电运行。所述联网通过电网或者通过数据网络或者也通过无线电连接实现，其中，配置给电力用户的能量管理单元通常连接在其间，所述能量管理单元也称为“可控制的局部系统的控制装置的网关”，所述可控制的局部系统是可控制的智能家用器具、例如洗涤机以及可控制的局部发电机、例如光伏太阳能发电设备。它们的器具应用与网络情况的匹配通过如下方式对于用户是适当的，即网络提供商将根据网络情况改变的能源价格提供给所述用户。

整个使用在多个寓所、房子和多家庭住宅中的电加热的热水储存器总共具有如此大的电流消耗量，以使得所述热水储存器的智能控制装置与电网相互作用地运行经济地并且高效地专注于使电网减负荷。在此要注意的是，所述电加热的热水储存器通过通常好的隔离也使较旧的器具在准备状态中具有到周围环境的仅仅小的热损失，由此已存储的热水的温度损失在未提取热水的情况下处于典型地每小时小于1℃直至最大5℃的数量级，并且在接通电加热装置之后在达到设定的接通温度之后紧接着对已存储的水的重新加热过程根据已设置的加热功率在通常情况中需要仅仅几分钟。而加热持续时间例如在使用淋浴室或在水槽中的餐具洗涤机之后根据已设置的加热功率是1/2小时至1小时，对于从通常的冷水温度至典型的热水温度将完全新的水注入热水储存器中而是小于1小时直至多个小时。

具有热水温度的电子调节和特别是电子测量的、现代的电加热的热水储存器可以在无大规模的改造措施的情况下提供适合的信息，所述信息使热水储存器与智能网络相关以在用电和生产高峰时使电网减负荷。

在具有现存的简单的温度开关的传统的电加热的热水储存器中的情况是不同的。可能的是，给所述传统的热水储存器改装通常的电子控制装置，所述电子控制装置实现水温和加热过程的电子测量和评估，以便使所述传统的热水储存器装备能联网。然而这根据现有技术需要安装电子温度传感器，如果可能的话甚至需要将所述电子温度传感器安装到热水储存器的密封的热水腔中。这仅能困难地实现，因为所述相关的热水储存器的所有者或使用者根本不能就所述耗费的并且昂贵的改装措施作出研究安排，所述改装措施的收益对于所有者或使用者不是立即显现的。

实用新型内容

本实用新型的任务在于，提供一种改进的电加热的热水储存器，所述热水储存器能够借助智能联网用于在用电和生产高峰时使电网减负荷。

所提出的任务的解决方案通过在优选技术方案中列出的特征实现。进一步方案和有利的构型由相应的附加技术方案得出。

根据本实用新型，热水储存器具有用于提供流量信息的流量监测器，所述流量监测器与对应的控制和联网装置电连接。所述控制和联网装置与智能电网连接以在用电和生产高峰时使所述电网减负荷。所述联网通过电网、通过数据网络或者也通过无线电连接实现。

根据本实用新型对于流量监测器是所有下述的实施方式，所述实施方式能够使用流动的水的噪声生成作为关于热水储存器的使用的信息。下述实施方式根据本实用新型是优选的，所述实施方式能够以简单的并且成本低廉的方式以小的尺寸设计：

-压电传感器

-加速度计

-麦克风

根据本实用新型，流量监测器确切地说这样固定在热水储存器或输入或输出的水管的发出水流噪声的构件上，以使得能够可靠地并且持续地识别水流噪声。固定方式是夹紧、通过紧固带紧固或也粘接。优选地，流量监测器安装在热水储存器的冷水输入管或热水输出管上，其中，所述流量监测器优选地通过围拢所述管的紧固带固定。

控制和联网装置与流量监测器连接并且设计为使得所述控制和联网装置借助所述流量监测器通过流动的水的噪声生成而获得关于热水储存器的使用的信息，所述信息可以被评估，在优选的实施方式中也被存储并且被智能电网使用以在用电和生产高峰时使所述电网减负荷。

在一个优选的实施方式中，控制和联网装置置入到至热水储存器的供电装置中，从而所述控制和联网装置可以在需要时接通或中断至加热体的电流供应。然而也存在另外的特别的布置，例如集成到热水储存器的存在的控制装置中，或者与热水储存器在空间上分隔开或集成在当地存在的由智能网络控制的控制系统中、例如在至居住单元的网络供应装置上。

在一个另外的优选的实施方式中，流量监测器与控制和联网装置构成一个单元，所述单元布置在热水储存器上，然而在不直接访问所述热水储存器的供电装置的情况下分隔开地安装并且配备有用于给所述热水储存器供电的自己的电网连接。在所述实施方式中的一个优选的设计方案中，控制和联网装置与配置给用户的能量管理单元耦合，所述能量管理单元又与热水储存器的控制装置连接并且与智能网络连接并且在一个优选的实施方案中安装在至居住单元的网络供应装置上。

由流量监测器提供的关于运行热水储存器的信息在控制和联网装置中被评估和存储，从而能够提供总结的下述数据：

-热水储存器的用户根据大约的量和持续时间及其在白天的分配关系(如果可能的话在将工作日的存储包括在内的情况下)的典型的热水提取，

-加热过程的典型的持续时间

-在未提取热水的情况下热水储存器的典型的热损失或温度下降。

在一个优选的实施方式中，控制和联网装置与流量监测器共同在系统在学习过程中的设置中通过有意识地模拟使用过程、例如“模拟”或“盥洗池的使用”能够学习在监测器信号的强度和热水储存器的使用之间的关系。

所述已存储的关于热水储存器的使用的信息根据本实用新型被智能电网使用以在用电和生产高峰时使所述电网减负荷。下面描述典型的工作方式：

典型的运行状态A：

-温度开关在低于在温度选择器上设定的温度时借助控制装置接通加热体至电网的电连接

-由智能电网不存在关于当前的或短暂面临的用电和生产高峰的信息

-至电网的连接被接通并且加热体加热注水装置。

典型的运行状态B：

-如同在运行状态A中描述的那样切换温度开关

-由智能电网存在关于电网的当前的超负荷的信息，这也通过网络提供商的当前高的电价要求表现出来

-控制和联网装置检验热水储存器的目前运行状态并且在注意用户和网络要求的优化的情况下在注意电价的情况下决定，加热体与电网的连接是否并且多长时间能够保持断开并且相应地执行。当在通过所述检验实现的断开阶段期间例如通过从热水储存器提取水而改变运行状态时，则进行重新的检验，然后延长断开阶段或者直接结束所述断开阶段。

-在结束断开阶段之后，至电网的连接又被接通并且加热体加热注水装置。

典型的运行状态C：

-如同在运行状态A中描述的那样切换温度开关

-由智能电网存在关于在未来短暂面临的例如在强烈的太阳能和风能供应时产生的电流的供过于求的信息。控制和联网装置检验热水储存器的目前运行状态并且在注意用户和网络需求的优化的情况下决定，加热体与电网的连接是否并且多长时间能够保持断开并且相应地执行。由此随着所产生的电流的供过于求导致来自电网的功率下降。当在通过所述检验实现的断开阶段期间例如通过从热水储存器提取水而改变运行状态时，则进行重新的检验，然后延长断开阶段或者直接结束所述断开阶段。

-在结束所述断开阶段之后至电网的连接又被接通并且加热体加热注水装置。

附图说明

本实用新型的实施例在附图中示出并且在下文中详细地说明。附图中：

图1作为本实用新型的实施例示意性地示出电加热的热水储存器，其具有流量监测器和对应的控制和联网装置，该控制和联网装置使用在热水储存器的供电装置中并且能够与智能网络连接以在用电和生产高峰时使电网减负荷。

图2作为本实用新型的实施例示意性地示出电加热的热水储存器，其具有流量监测器和对应的控制和联网装置，该控制和联网装置能够通过配置给用电器的能量管理单元与智能网络连接以在用电和生产高峰时使电网减负荷。

具体实施方式

图1示出本实用新型的一个实施例。详细的说明也包含作为实施例的用于连接入智能网络中以在用电和生产高峰时使电网减负荷的工作方式。

在图1中示意性地示出电加热的热水储存器(1)，其用于加热通过冷水输入管(5)流入的水并且通过热水输出管(6)提供热水，该热水储存器具有控制装置(8)，所述控制装置在所属的温度开关(11)根据所属的温度选择器(9)的设定以及水容器(2)中的注水装置(12)的当前温度响应时使加热体(10)与电网 (7)电连接并且在完成加热之后又与所述电网隔断。水容器(2)通过隔热装置 (4)相对于周围环境被保护，以便限制热损失。电控制装置(8)由电网(7)、加热体(10)、温度选择器(9)和温度开关(11)组成，其中，所述温度开关在所示的实施例中例如设计为机电的温度开关。温度选择器(9)表示为旋钮。

图1的前述的部分被现有技术包含，其中，一旦在温度开关(11)上施加的、注水装置(12)的温度低于在温度选择器(9)上设定的值，温度开关(11)就使加热体(10)借助控制装置(8)与电网(7)电连接。在完成加热之后，加热体 (10)又与电网(7)断开，其中，所述切换过程在现有技术中以不同的方式进行，由此例如通过温度开关(11)的双重功能或迟滞或者通过时间继电器进行。

在本实用新型的在图1中所示的实施例中，为了说明根据本实用新型的改进方案的一个优选的实施方式给根据前述的现有技术的热水储存器(1)附加流量监测器(20)和控制和联网装置(21)，所述流量监测器和控制和联网装置都与传感器电缆(22)连接。控制和联网装置(21)置入到电网(7)至热水储存器(1) 的控制装置(8)的供电装置中，从而所述控制和联网装置可以接通或中断至加热体(10)的电流供应。

在根据图1的实施例中，流量监测器(2)设计为具有小尺寸的麦克风并且例如通过未示出的在构成热水输出管(6)的管道上的紧固带而直接被固定在热水储存器(1)上并且通过由流出的水产生的并且传递到管道上的噪声给控制和联网装置(21)提供关于热水储存器(1)的当前运行的信息。

所述信息被存储在控制和联网装置(21)中，从而所述控制和联网装置能够提供总结的下述数据：

-热水储存器(1)的用户根据大约的量和持续时间及其在白天的分配关系(如果可能的话在将工作日的存储包括在内的情况下)的典型的热水提取，

-加热过程的典型的持续时间

-在未提取热水的情况下热水储存器(1)的典型的热损失或温度下降。

根据本实用新型使得所述已存储的关于热水储存器(1)的使用的信息被智能电网使用以在用电和生产高峰时使所述电网减负荷。下面描述典型的工作方式。

典型的运行状态A：

-在低于在温度选择器(9)上设定的温度时借助控制装置(8)使温度开关(11) 接通加热体(10)至电网(7)的电连接

-由智能网络、例如通过电网(7)不存在关于当前的或短暂面临的用电和生产高峰的信息

-至电网(7)的连接被接通并且加热体(10)加热注水装置。

典型的运行状态B：

-切换在低于在温度选择器(9)上设定的温度时借助控制装置(8)使温度开关(11)接通加热体(10)至电网(7)的电连接

-存在由智能网络、例如通过电网(7)提供的关于电网(7)的当前超负荷的信息，这由目前高的电费变现出来

-控制和联网装置(21)检验热水储存器(1)的目前运行状态并且在注意用户和网络需要的优化的情况下在注意电价情况下决定，加热体(10)与电网(7) 的连接是否并且多长时间能够保持断开并且相应地执行。当在通过所述检验实现的断开阶段期间例如通过从热水储存器(1)提取水而改变运行状态时，则进行重新的检验，然后延长断开阶段或者直接结束所述断开阶段。

-在结束断开阶段之后，至电网(7)的连接又被接通并且加热体(10)加热注水装置。

典型的运行状态C：

-在低于在温度选择器(9)上设定的温度时借助控制装置(8)使温度开关(11) 接通加热体(10)至电网(7)的电连接

-由智能电网(7)存在短暂面临的例如在强烈的太阳能和风能供应时产生的电流的供过于求的信息

-控制和联网装置(21)检验热水储存器(1)的目前运行状态并且在注意用户和网络需求的优化的情况下决定，加热体(10)与电网(7)的连接是否并且多长时间能够保持断开并且相应地执行。由此随着所述产生的电流的供过于求导致来自电网的功率下降

-在断开阶段结束之后，至电网(7)的连接又被接通并且加热体(10)加热注水装置。

图2示出本实用新型的一个另外的实施例。详细的说明也包含作为实施例的用于连接入智能网络中以在用电和生产高峰时使电网减负荷的工作方式。

与图1中所示的实施方案不同地，本实用新型的在图2中示出的实施例示意性地示出电加热的热水储存器(1)，其具有流量监测器(20)和对应的控制和联网装置(21)，然而该控制和联网装置能够通过电线A(7a)与配置给用电器的能量管理单元(13)连接并且通过所述能量管理单元与智能网络连接以在用电和生产高峰时使电网减负荷。对热水储存器(1)的控制装置(8)的电流供应通过特定的电线B(7b)实现，由此通过该电线也接通和断开至加热体(10)的电流连接。

图1所述的工作方式也优选地使用在本实用新型的在图2中所述的实施例中。在那里描述的典型的运行状态A、B和C相应地也适用。

控制装置(8)、控制和联网装置(21)和能量管理单元(13)的联网在图2 中通过电网实现，然而也能通过无线电或未示出的分开的数据网络实现。

本实用新型的在前述的说明、优选技术方案和附图中公开的特征可以不仅单独地而且也以任意的组合对于以不同的设计方案实现本实用新型是重要的。

前述的实施例应该仅仅示出本实用新型的原理。本实用新型自身应该通过下述优选技术方案的保护范围定义和限定。

附图标记列表

1 热水储存器

2 水容器

3 壳体

4 隔热装置

5 冷水输入管

6 热水输出管

7 电网

7a 电线A

7b 电线B

8 控制装置

9 温度选择器

10 加热体

11 温度开关

12 注水装置

13 能量管理单元

20 流量监测器

21 控制和联网装置

22 传感器电缆。

Claims (12)

1.一种电加热的热水储存器，其用于加热通过冷水输入管(5)流入的水并且通过热水输出管(6)提供热水，该热水储存器具有控制装置(8)，所述控制装置在所属的温度开关(11)根据所属的温度选择器(9)的设定以及水容器(2)中的注水装置(12)的当前温度响应时使加热体(10)与电网(7)电连接并且在完成加热之后断开，

其特征在于，

配置给所述热水储存器(1)的流量监测器(20)与控制和联网装置(21)共同设计用于使得关于所述热水储存器(1)的使用的信息能够被智能电网使用以在用电和生产高峰时使所述电网减负荷。

2.根据权利要求1所述的热水储存器，其特征在于，所述流量监测器(20)设计为压电传感器和/或加速度计。

3.根据权利要求1所述的热水储存器，其特征在于，所述流量监测器(20)设计为麦克风。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热水储存器，其特征在于，所述流量监测器(20)布置在所述热水储存器(1)的发出水流噪声的构件上。

5.根据权利要求4所述的热水储存器，其特征在于，所述流量监测器(20)通过夹紧或紧固装置而噪声传输地固定。

6.根据权利要求4所述的热水储存器，其特征在于，所述流量监测器(20)通过粘接在对应的发出水流噪声的构件上而噪声传输地固定。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的热水储存器，其特征在于，控制和联网装置(21)布置在所述热水储存器(1)上并且与所述流量监测器(20)连接并且通过所述电网(7)自身、通过数据网络或者通过无线电和智能电网保持联系，从而能够将通过所述流量监测器(20)获得的、关于所述热水储存器(1)的使用的信息提供给所述智能电网以通过接通或断开至所述热水储存器(1)的加热体(10)的电流供应而在用电和生产高峰时使所述电网减负荷。

8.根据权利要求7所述的热水储存器，其特征在于，所述控制和联网装置(21)连接在电网(7)和所述热水储存器(1)的控制装置(8)之间，以使得根据所述控制和联网装置(21)的智能电网的需求能够网络最优和使用最优地直接地接通和断开从所述电网(7)至所述加热体(10)的电流供应。

9.根据权利要求7所述的热水储存器,其特征在于，所述控制和联网装置(21)至所述智能电网的连接通过配置给用电器的能量管理单元(13)来切换，所述能量管理单元布置在用户的电流分配装置上。

10.根据权利要求7所述的热水储存器，其特征在于，所述控制和联网装置(21)能够通过自己的与所述热水储存器(1)分开的电线A(7a)将通过所述流量监测器(20)获得的、关于所述热水储存器(1)的使用的信息提供给所述智能电网(7)并且为所述智能电网实现通过所述热水储存器的电线B(7b)网络最优和使用最优地接通和断开至所述热水储存器(1)的电流供应。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的热水储存器，其特征在于，所述流量监测器(20)布置在所述热水储存器(1)的冷水输入管(5)或热水输出管(6)上。

12.根据权利要求4所述的热水储存器，其特征在于，所述流量监测器(20)通过包围所述冷水输入管(5)或所述热水输出管的紧固带而噪声传输地固定。

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