DE102004014024B4 - Method and device for calcification recognition of an electric radiator - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Verkalkungserkennung eines elektrischen Heizkörpers in einem Heisswasserbereiter, dadurch gekennzeichnet, dass der heisse Heizkörper abgeschaltet wird und an eine Messbrücke gelegt wird, dass während der Abkühlung des Heizkörpers die an ihm abfallende Spannung gemessen wird und dass der Spannungsverlauf mit einem an dem Heizkörper, wenn er nicht verkalkt ist, auftretenden Ideal-Spannungsverlauf verglichen wird und dass aus dem Vergleichsergebnis ein Verkalkungssignal abgeleitet wird.method for calcification detection of an electric radiator in a hot water heater, characterized in that the hot Radiator switched off and to a measuring bridge that is laid during that the cooling of the radiator the voltage dropping across it is measured and that the voltage curve with one on the radiator, if it is not calcified, occurring ideal voltage waveform is compared and that derived from the comparison result, a calcification signal becomes.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verkalkungserkennung eines elektrischen Heizkörpers in einem Heißwasserbereiter.The The invention relates to a method and a device for calcification detection an electric radiator in a hot water heater.

Eine Verkalkungsanzeigeschaltung für einen elektrischen Heißwasserbereiter ist in der DE 30 45 121 A1 beschrieben. Es sind als Temperaturfühler zwei temperaturabhängige Widerstände vorgesehen, deren einer im Heißbereich des Heizkörpers selbst angeordnet ist. Die temperaturabhängigen Widerstände liegen in einer Vergleichsschaltung, die bei einer überproportionalen Erhöhung des Widerstandswerts des zweiten Widerstands infolge Verkalkung gegenüber dem Widerstandswert des ersten Widerstands ein Anzeigesignal auslöst. Eine Schaltung mit solchen temperaturabhängigen Widerständen ist aufwändig.A calcification display circuit for an electric hot water heater is in the DE 30 45 121 A1 described. There are two temperature-dependent resistors are provided as a temperature sensor, one of which is arranged in the hot region of the radiator itself. The temperature-dependent resistors are in a comparison circuit, which triggers a display signal at a disproportionate increase in the resistance of the second resistor due to calcification relative to the resistance of the first resistor. A circuit with such temperature-dependent resistors is expensive.

In der DE 35 06 478 C2 ist eine Schaltung eines Heißwasserbereiters beschrieben, durch die sich die Verkalkung reduzieren lässt.In the DE 35 06 478 C2 a circuit of a hot water heater is described, by which the calcification can be reduced.

Aus der DE 196 04 658 A1 ist eine Temperaturmesseinrichtung für eine Regelschaltung eines elektrischen Strahlungsheizgerätes bekannt. Hierbei ist vorgesehen, dass der Heizleiter zyklisch an eine Widerstandsmeßschaltung gelegt wird und die jeweiligen temperaturabhängigen ohmschen Widerstandswerte des Heizleiters erfaßt und ein temperaturproportionales Steuersignal für die Regelschaltung erzeugt wird.From the DE 196 04 658 A1 a temperature measuring device for a control circuit of an electric radiant heater is known. In this case, it is provided that the heating conductor is cyclically connected to a resistance measuring circuit and the respective temperature-dependent ohmic resistance values of the heating conductor are detected and a temperature-proportional control signal for the control circuit is generated.

Ein Verfahren zum Steuern eines Heizelementes einer elektrischen Heizeinrichtung für Flüssigkeiten ist aus DE 100 21 608 A1 bekannt, wobei nach einer Stromversorgungs-Unterbrechung die Veränderung der Temperatur des elektrischen Widerstandes überwacht wird. Die Stromversorgung wird untersagt, wenn diese Temperaturveränderung einen ersten vorbestimmten Stellenwert übersteigt.A method of controlling a heating element of a liquid electric heater is off DE 100 21 608 A1 known, wherein after a power supply interruption, the change in the temperature of the electrical resistance is monitored. The power supply is prohibited if this temperature change exceeds a first predetermined value.

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung gemäß EP 1 129 653 A1 wird zur Ermittlung des Verkalkungszustandes von Wassererhitzern in elektrischen Haushaltsgeräten die Zeitspanne zwischen dem ersten temperaturbedingten Ausschalten eines Heizelementes und dem ersten Wiedereinschalten nach einer Abkühlphase bekannt. Die gemessene Zeitspanne wird mit einer vorgegebenen frei einstellbaren Soll- Zeitspanne verglichen und ein optisches und/oder akustisches Signal ausgelöst, wenn die gemessene Ist-Zeitspanne kürzer als die vorgegebene Soll-Zeitspanne ist.In a method and an apparatus according to EP 1 129 653 A1 For determining the calcification state of water heaters in household electrical appliances, the time interval between the first temperature-dependent switching off of a heating element and the first restarting after a cooling phase is known. The measured time interval is compared with a predetermined freely adjustable nominal time period and an optical and / or acoustic signal is triggered when the measured actual time period is shorter than the predetermined desired time period.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, wobei die Verkalkung ohne Temperaturfühler ermittelt wird.task The invention is a method and a device of the above to propose type mentioned, the calcification determined without temperature sensor becomes.

Obige Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Einrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Es wird dabei die Erkenntnis ausgenutzt, dass sich der elektrische Widerstand des Heizkörpers während des Abkühlens ändert, wobei die Widerstandsänderung eines verkalkten Heizkörpers anders verläuft als die eines unverkalkten Heizkörpers. Für die Auswertung dieser Erscheinung eignet sich eine digitale Messwertverarbeitung, ohne dass ein Temperaturfühler notwendig ist, der am Heizkörper montiert werden muss.Above The object is with regard to the method by the features of the claim 1 and with regard to the device by the features of the claim 8 solved. It is thereby exploited the knowledge that the electric Resistance of the radiator while of cooling changes, where the resistance change a calcified radiator different extends as that of an uncalcified radiator. For the Evaluation of this phenomenon is a digital measurement processing, without a temperature sensor necessary, the radiator must be mounted.

Vorzugsweise wird während der Abkühlung ein Messstrom in Messintervallen an den Heizkörper gelegt.Preferably is during the cooling down Measuring current applied to the radiator at measuring intervals.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung befinden sich die elektronischen Baugruppen alle auf einer Platine. Diese ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung mit dem Behälter des Warmwasserspeichers verbunden. Dies kann beispielsweise durch eine direkte Verschraubung der Platine mit den Heizkörperanschlüssen erfolgen. Dazu befinden sich auf der Platine Kontaktflächen zur Leistungsübertragung auf die Heizkörper des Heißwasserbereiters.In an advantageous embodiment are the electronic Assemblies all on one board. This is in a further advantageous Design with the container connected to the hot water tank. This can be done for example by a direct screw connection of the board with the radiator connections done. To find it Contact surfaces on the board for power transmission the radiators of the water heater.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:Further advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims and the following description. In the drawing show:

1 eine Schaltung zur Verkalkungserkennung, 1 a circuit for calcification detection,

2 den Verlauf der Abkühlkurven im unverkalkten Zustand eines Heizkörpers, 2 the course of the cooling curves in uncalcified condition of a radiator,

3 den Verlauf der Abkühlkurven im verkalkten Zustand eines Heizkörpers, 3 the course of the cooling curves in the calcified state of a radiator,

4 ein Blockschaltbild der Funktionen und 4 a block diagram of the functions and

5 einen Warmwasserspeicher mit Anzeigeeinheit. 5 a hot water tank with display unit.

Ein elektrischer Rohrheizkörper 1 oder ein sonstiger elektrischer Heizkörper, wie Blankdraht-Heizkörper oder Dickschicht-Heizkörper, eines Heißwasserbereiters, insbesondere Heißwasserspeichers, hat einen ohmschen Heizwiderstand RHK. Im Heizbetrieb liegt der Heizwiderstand RHK über einen zweipoligen Umschalter und eine nicht näher dargestellte Steuer- oder Regelschaltung am Netz LN.An electric tubular heater 1 or another electrical heating element, such as bare-wire radiator or thick-film radiator, a hot water heater, in particular hot water tank, has an ohmic heating resistor RHK. In heating mode, the heating resistor RHK via a two-pole switch and a control or regulating circuit not shown in the network LN.

Nach der Aufheizung des Wassers wird der Heizwiderstand RHK mittels des Umschalters 2 vom Netz LN getrennt und in eine Messbrücke 3 geschaltet. Er heizt jetzt nicht mehr, sondern kühlt bis auf Wassertemperatur ab (Abkühlphase). Die Abkühlung wird über den Widerstandswert des Heizwiderstands RHK oder über einen Temperatursensor gemessen.After heating the water, the heating resistor RHK by means of the switch 2 disconnected from the mains LN and into a measuring bridge 3 connected. It no longer heats, but cools down to water temperature (cooling phase). The cooling is measured via the resistance value of the heating resistor RHK or via a temperature sensor.

Die Messbrücke 3 weist einen ersten Brückenzweig mit einem Widerstand R4 und dem Heizwiderstand RHK und einem zweiten Brückenzweig mit Widerständen R3,R8 auf. Die Abgriffe der Brückenzweige liegen über einen Widerstand R5 bzw. einen Widerstand R6 an einem Differenzspannungsverstärker D, der mit einem Widerstand R1 und einem Kondensator C1 zwischen seinem ersten Eingang und seinem Ausgang geschaltet ist. Der andere Eingang ist über einen Widerstand R7 an Masse gelegt. Der Ausgang des Differenzspannungsverstärkers D liegt an einem AD-Wandler-Eingang eines Mikrocontrollers μC als Auswerteschaltung.The measuring bridge 3 has a first bridge branch with a resistor R4 and the heating resistor RHK and a second bridge branch with resistors R3, R8. The taps of the bridge arms are connected via a resistor R5 and a resistor R6 to a differential voltage amplifier D, which is connected to a resistor R1 and a capacitor C1 between its first input and its output. The other input is grounded through a resistor R7. The output of the differential voltage amplifier D is connected to an AD converter input of a microcontroller μC as an evaluation circuit.

Der Kopfpunkt der Messbrücke 3 ist an ein Netzteil 4 mit einem Speicherkondensator C2 und einem Widerstand R2 angeschlossen. Die Versorgungsgleichspannung Vcc ist wesentlich kleiner als die Netzspannung (230V) und beträgt etwa 5 V.The head of the bridge 3 is connected to a power supply 4 connected to a storage capacitor C2 and a resistor R2. The DC supply voltage Vcc is much smaller than the mains voltage (230V) and is about 5 V.

Der Fußpunkt der Messbrücke 3 liegt über einen Schalttransistor T an Masse. Der Schalttransistor T wird über Widerstände R9,R10 und dem Mikrocontroller μC geschaltet. Um das Netzteil 4 möglichst klein und kostengünstig aufbauen zu können, wird die Messbrücke 3 in gleichmäßigen Messintervallen von 1 bis 2 s für eine kurze Zeitspanne, beispielsweise etwa 400 μs bestromt, was durch Schalten des Transistors T geschieht. Den Messstrom von etwa 100 mA liefert jeweils der Speicherkondensator C2.The foot of the measuring bridge 3 is connected via a switching transistor T to ground. The switching transistor T is connected via resistors R9, R10 and the microcontroller .mu.C. To the power supply 4 As small as possible and inexpensive to build, is the bridge 3 energized at uniform measuring intervals of 1 to 2 s for a short period of time, for example about 400 microseconds, which is done by switching the transistor T. The measuring current of approximately 100 mA is supplied by the storage capacitor C2.

Die Widerstandsänderung des Heizwiderstands RHK während der Abkühlphase ist gering. Sie beträgt etwa 1 Ohm. Da die Fertigungstoleranzen des Heizwiderstandes RHK größer sind als die Widerstandsänderung während der Abkühlphase, muss die Messbrücke 3 abgeglichen werden. Dies geschieht mittels am zweiten Brückenzweig liegender Widerstände R11 bis R16, die der Mikrocontroller μC derart zu- oder abschaltet, dass im kalten Zustand des Heizwiderstands RHK die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers D bei einem bestimmten Wert zwischen 3 und 5 V, idealerweise bei 5 V, liegt. Ein Spannungsverlauf während der Abkühlphase von 0 bis 5 V am Ausgang des Differenzverstärkers D entspricht 0 bis 255 Schritten des Mikrocontrollers μC an der Ordinate der 2 und 3.The change in resistance of the heating resistor RHK during the cooling phase is low. It is about 1 ohm. Since the manufacturing tolerances of the heating resistor RHK are greater than the resistance change during the cooling phase, the measuring bridge must 3 be matched. This is done by means of resistors R11 to R16 located on the second bridge branch, which the microcontroller μC connects or disconnects in such a way that the output voltage of the differential amplifier D is between 3 and 5 V, ideally 5 V, in the cold state of the heating resistor RHK , A voltage curve during the cooling phase of 0 to 5 V at the output of the differential amplifier D corresponds to 0 to 255 steps of the microcontroller μC at the ordinate of 2 and 3 ,

Die Aufnahme und Auswertung der während der Abkühlphase auftretenden Messwerte geschieht folgendermaßen:
Der Messstrom wird nach dem Trennen des Heizwiderstands RHK vom Netz in gleichen Messintervallen, beispielsweise 1 s, für beispielsweise 400 μs oder kürzer, auf die Messbrücke 3 geschaltet. Über den Differenzverstärker D wird der entsprechende Spannungs-Messwert an den Mikrocontroller μC gelegt.The recording and evaluation of the measured values occurring during the cooling phase takes place as follows:
The measuring current is after disconnecting the heating resistor RHK from the network in the same measuring intervals, for example 1 s, for example, 400 microseconds or shorter, on the bridge 3 connected. Via the differential amplifier D, the corresponding voltage measurement value is applied to the microcontroller .mu.C.

Versuche haben gezeigt, dass sich die Messwerte, d.h. die Widerstandswerte eines verkalkten und eines unverkalkten Heizkörpers nach einer bestimmten Zeit praktisch nicht mehr ändern. Im obigen Fall wurde festgestellt, dass sich die Messwerte nach etwa 100 Messungen, d.h. 100 s praktisch nicht mehr ändern und gleich sind. Es genügen im obigen Beispielsfall also 100 Messintervalle zur Erfassung der relevanten Abkühlkurve. In 2 und 3 zeigt die Ordinate Messwerte bei Messzeitpunkten. Die Abszisse zeigt die Anzahl der Messintervalle (100).Experiments have shown that the measured values, ie the resistance values of a calcified and an uncalcified radiator practically no longer change after a certain time. In the above case, it was found that the measured values practically do not change and are the same after about 100 measurements, ie 100 s. Thus, in the example above, 100 measurement intervals suffice to record the relevant cooling curve. In 2 and 3 shows the ordinate measured values at measuring times. The abscissa shows the number of measurement intervals (100).

Die Kurve B1 in 2 ist der Messwertverlauf, der sich ergibt, solange der Heizkörper unverkalkt ist. Die Kurve A in 2 und 3 ist der erwartete Verlauf beim unverkalkten Heizkörper. Es wurde ermittelt, dass dieser Verlauf, also der Verlauf der Abkühlkurve eines unverkalkten Heizkörpers, einer e-Funktion folgt. Die Kurven B1 und A1 decken sich bis auf Messungenauigkeiten.The curve B1 in 2 is the course of the measured value, which results as long as the radiator is uncalcified. The curve A in 2 and 3 is the expected course of the uncalcified radiator. It has been determined that this course, ie the course of the cooling curve of an uncalcified radiator, follows an e-function. The curves B1 and A1 coincide except for measurement inaccuracies.

Die Kurve B2 in 3 ist der Spannungsverlauf bzw. Messwertverlauf des verkalkten Heizkörpers 1.The curve B2 in 3 is the voltage curve or measured value profile of the calcified radiator 1 ,

Der Vergleich der Kurven A2 und B2 zeigt, dass von der Messung 1 bis etwa zur Messung G5 und ab der Messung 100 sich die Kurven decken. Die Abweichung der Kurve B2 gegenüber der Kurve A bei den Messungen 6 bis 99 ist ein Maß für die Verkalkung. Diese Abweichung lässt sich auf unterschiedliche Weise auswerten.Of the Comparison of curves A2 and B2 shows that from measurement 1 to for example, to measure G5 and from the measurement 100, the curves cover. The deviation of curve B2 versus curve A in the measurements 6 to 99 is a measure of the calcification. This deviation leaves evaluate themselves in different ways.

Vorzugsweise wird die Abweichung durch einen Vergleich der Fläche S1 unter der Kurve B1 bzw. B2 und der Fläche S2 unter der Kurve A1 bzw. A2 ermittelt. Die Fläche S1 wird im Mikrocontroller μC digital berechnet mit: S1 = Mn + Mn+1 + ... + M100, wobei

Mn
der Messwert des ersten Zeitintervalls
Mn+1
der Messwert des zweiten Zeitintervalls
M100
der Messwert des 100sten Zeitintervalls ist.
The deviation is preferably determined by a comparison of the area S 1 under the curve B1 or B2 and the area S 2 under the curve A1 or A2. The area S 1 is calculated digitally in the microcontroller μC with: S 1 = M n + M n + 1 + ... + M 100 . in which
M n
the measured value of the first time interval
Mn + 1
the measured value of the second time interval
M 100
is the measured value of the 100th time interval.

Jede Einzelmessung wird auf Gültigkeit (Mn+1 < Mn) überprüft, weil die Kurve B1 bzw. B2 abfällt. Bei zwei aufeinanderfolgenden ungültigen Werten oder mehr als 5% an ungültigen Werten in einem Messzyklus wird die gesamte Messung verworfen. Dies gilt auch, wenn während des Messzyklusses die Wassertemperatur sich in Folge eines Zapfvorgangs ändert, wodurch die Abkühlkurve B1 bzw. B2 beeinflusst wird.Each individual measurement is checked for validity (M n + 1 <M n ) because the curve B1 or B2 drops. at two consecutive invalid values or more than 5% of invalid values in one measurement cycle, the entire measurement is discarded. This also applies if, during the measuring cycle, the water temperature changes as a result of a tapping process, as a result of which the cooling curve B1 or B2 is influenced.

Die Fläche S2 wird durch Berechnung der Kurve A1 bzw. A2 des Heizkörpers mit der e-Funktion

Figure 00080001
im Mikrocontroller μC ermittelt.The area S 2 is calculated by calculating the curve A1 or A2 of the radiator with the e-function
Figure 00080001
determined in microcontroller μC.

Die e-Funktion, also die Kurve A, ist der erwartete Verlauf, der Faktor EXP (Δt/T) wird aus dem Anfangsverlauf der gemessenen Kurve B ermittelt. Für jede gemessene Kurve B wird eine Kurve A ermittelt, der Verkalkungsgrad ergibt sich aus der Fläche zwischen den beiden Kurven. Kleine Fläche – wenig Kalk, große Fläche – viel Kalk.The e-function, ie the curve A, is the expected course, the factor EXP (Δt / T) is determined from the initial course of the measured curve B. For each measured Curve B is a curve A is determined, the degree of calcification results out of the plane between the two curves. Small area - little lime, large area - much lime.

Ausgehend von einem ersten Messwert M1 der tatsächlichen Kurven B1 bzw. B2 kann über einen berechneten konstanten Faktor F jeder weitere Punkt E der e-Funktion berechnet werden, wobei En = En-1 × F + Of,mit Of = Offset-Wert am Messpunkt M100.Starting from a first measured value M 1 of the actual curves B1 or B2, it is possible to calculate each further point E of the e-function via a calculated constant factor F, where e n = E n-1 × F + Of, with Of = offset value at measuring point M 100 .

Der Faktor F kann aus den ersten fünf Messwerten M1 der tatsächlichen Kurve B1 bzw. B2 im Mikrocontroller μC ermittelt werden, weil diese Messpunkte mit den betreffenden Punkten der e-Funktion nahezu identisch sind.The factor F can be determined from the first five measured values M 1 of the actual curve B1 or B2 in the microcontroller .mu.C because these measuring points are almost identical to the relevant points of the e-function.

F wird berechnit mit F = (F1 + F2 + F3 + F4) / 4, wobei F1 = 255 – M2 – (255 – M100) / 255 – M1 – (255 – M100) F4 = 255 – M5 – (255 – M100) / 255 – M4 – (255 – M100) F is calculated with F = (F 1 + F 2 + F 3 + F 4 ) / 4, in which F 1 = 255 - M 2 - (255 - M 100 ) / 255 - M 1 - (255 - M 100 ) F 4 = 255 - M 5 - (255 - M 100 ) / 255 - M 4 - (255 - M 100 )

Danach erfolgt die Berechnung der einzelnen Punkte E1 bis E100 der Kurve A, wobei E1 = M1 E2 = E1 × F + Of... En = En-1 × F + Of. Thereafter, the calculation of the individual points E 1 to E 100 of the curve A, where e 1 = M 1 e 2 = E 1 × F + Of ... e n = E n-1 × F + Of.

Diese Berechnung und die Berechnung des Faktors F erfolgt erst am Ende eines erstmaligen oder jedes Messzyklusses, da erst dann der Offsetwert Of bekannt ist. Die ersten fünf Messwerte M1 bis M5 und der letzte Messwert M100, d.h. der Offsetwert, werden in einem Speicher (RAM) des Mikrocontrollers μC gespeichert.This calculation and the calculation of the factor F takes place only at the end of a first or each measuring cycle, because only then is the offset value Of known. The first five measured values M 1 to M 5 and the last measured value M 100 , ie the offset value, are stored in a memory (RAM) of the microcontroller μC.

Die Fläche S2 der Kurve A ergibt sich dann mit: S2 = E1 + E2 + En + En+1 + ... + E100. The area S 2 of the curve A then results with: S 2 = E 1 + E 2 + E n + E n + 1 + ... + E 100 ,

Danach wird als Kennzahl V für die Erzeugung eines Verkalkungssignals die Differenz V = S1 – S2 gebildet.Thereafter, the difference V = S 1 - S 2 is formed as a code V for the generation of a calcification signal.

Die nach Inbetriebnahme des Heisswasserbereiters erstmalig ermittelte Differenz V wird als Kennzahl in einem EEPROM des Mikrocontrollers μC gespeichert und dient als Referenzgröße zur Erkennung des Verkalkungsgrades.The after commissioning of the hot water heater first determined Difference V is stored as a code in an EEPROM of microcontroller μC and serves as a reference for recognition the degree of calcification.

Ist S1 gleich S2, liegt keine Verkalkung vor. Ist S1 > S2, liegt eine Verkalkung vor. Je größer die Differenz S1 – S2 ist, desto stärker ist die Verkalkung. Das Verkalkungssignal kann einen Hinweis auf "leichte Verkalkung", "mittlere Verkalkung", "starke Verkalkung", "Entkalkung ratsam" geben.If S 1 is equal to S 2 , there is no calcification. If S 1 > S 2 , there is a calcification. The larger the difference S 1 -S 2 , the stronger the calcification. The calcification signal may indicate "slight calcification", "medium calcification", "heavy calcification", "decalcification advisable".

Den Bereich von M1 bis M100 zu erfassen ist günstig, da im voraus nicht genau bekannt ist, wann die Kurven A2 und B2 auseinanderlaufen.The Range from M1 to M100 is low, since not exactly in advance it is known when the curves A2 and B2 diverge.

Die Lage der Kurve B1, B2 hängt auch von der Wassertemperatur ab. Es wird deshalb die theoretisch erwartete Kurve A vorzugsweise für jede Abkühlphase neu berechnet.The Location of the curve B1, B2 depends also from the water temperature. It therefore becomes theoretic expected curve A preferably for every cooling phase recalculated.

4 zeigt die mit der Elektronik realisierten Funktionen in einem Blockschaltbild. Die Elektronik ist dabei ausgestattet mit der Meßbrücke 5 für Verkalkungserkennung, einer Schnittstelle 6, z.B. RS232, für Datenübertragung, einem Temperaturfühler 7, der entweder direkt auf der Elektronikplatine integriert ist oder einen Temperaturfühleranschluß, einer Elektronikbaugruppe 8, mit der die Freigabesignale generiert werden, einer Betriebsart-Umschaltung 9, mit der zwischen Einkreis-, Zweikreis- und Boilerbetrieb umgeschaltet werden kann. 4 shows the functions realized with the electronics in a block diagram. The electronics are equipped with the measuring bridge 5 for calcification detection, an interface 6 , eg RS232, for data transmission, a temperature sensor 7 which is either integrated directly on the electronic board or a temperature sensor terminal, an electronic module 8th , with which the enable signals are generated, a mode switching 9 with which you can switch between single-circuit, dual-circuit and boiler operation.

Beim Einkreisbetrieb handelt es sich um die Nacherwärmung des Warmwasserspeichers 14 zu jeder Zeit auf eine eingestellte Temperatur, bei der Zweikreisschaltung ist die Wiederaufladung oder Wiedererwärmung nur in Niedertarifzeiten des EVU-Netzes möglich, und die Boilerbetriebsschaltung ermöglicht das Aufheizen des Warmwasserspeichers auf ein gesondertes Anforderungssignal, z.B. per Knopfdruck. Ein Schalter bzw. Einschaltknopf zur Generierung des Boilerbetriebs ist ebenfalls auf der elektronischen untergebracht. Weiterhin befindet sich ein Netzteil 10 auf der Elektronikplatine sowie ein Mittel zur Anodenstromerzeugung und Relais zur Schaltung der Heizkörper.Single-circuit operation is the reheating of the hot water tank 14 at any time to a set temperature, in the dual-circuit, the recharge or reheating is only possible in low tariff periods of the utility network, and the boiler operating circuit allows heating of the hot water tank to a separate request signal, eg by pressing a button. A switch or power button to generate the boiler operation is also on the electronic housed. Furthermore, there is a power supply 10 on the electronic board and a means for anode current generation and relay for switching the radiator.

Im ausgeführten Beispiel befindet sich ein Bedienteil 13 außerhalb der Elektronikplatine. In diesem Bedienteil 13 befindet sich auch ein elektronisches Bedienteil 15 mit einer Anzeige für Verkalkung. Im einfachsten Fall wird "Verkalkung ja oder nein" ("ja" z.B. durch CA) angezeigt oder die verschiedenen Verkalkungsgrade durch eine %- oder Balken-Anzeige.The example shows a control panel 13 outside the electronics board. In this control panel 13 There is also an electronic control panel 15 with an indication for calcification. In the simplest case "calcification yes or no"("yes" eg by CA) is displayed or the different degrees of calcification by a% or bar display.

Claims (19)

Verfahren zur Verkalkungserkennung eines elektrischen Heizkörpers in einem Heisswasserbereiter, dadurch gekennzeichnet, dass der heisse Heizkörper abgeschaltet wird und an eine Messbrücke gelegt wird, dass während der Abkühlung des Heizkörpers die an ihm abfallende Spannung gemessen wird und dass der Spannungsverlauf mit einem an dem Heizkörper, wenn er nicht verkalkt ist, auftretenden Ideal-Spannungsverlauf verglichen wird und dass aus dem Vergleichsergebnis ein Verkalkungssignal abgeleitet wird.A method for calcification detection of an electric radiator in a hot water heater, characterized in that the hot radiator is switched off and placed on a measuring bridge, that is measured during the cooling of the radiator, the voltage drop across it and that the voltage profile with a on the radiator, if he is not calcified, occurring ideal voltage waveform is compared and that from the comparison result, a calcification signal is derived. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstrom in gleichmäßigen Messintervallen während der Abkühlung an den Heizkörper gelegt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the measuring current in uniform measuring intervals while the cooling to the radiator is placed. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstrom während der Abkühlung in den Messintervallen für eine Zeitspanne, die kleiner ist als das Messintervall, an den Heizkörper gelegt wird.Method according to claim 2, characterized in that that the measuring current during the cooling in the measuring intervals for one Period of time, which is smaller than the measuring interval, placed on the radiator becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen unter dem Ideal-Spannungsverlauf und dem Ist-Spannungsverlauf berechnet und verglichen werden und aus der Abweichung das Verkalkungssignal abgeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the areas calculated and compared under the ideal voltage curve and the actual voltage curve and from the deviation the calcification signal is derived. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ideal-Spannungsverlauf aus der Anfangssteigung der Messkurve der Abkühlung und einem Offsetwert berechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ideal voltage waveform from the initial slope the curve of cooling and an offset value. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Abkühlung etwa 100 Messwerte ± 20% erfasst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that during the Cooling about 100 readings ± 20% be recorded. Einrichtung zur Verkalkungserkennung eines elektrischen Heizkörpers in einem Heisswasserbereiter, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalter (2) vorgesehen ist, mit dem der heisse Heizkörper (1) vom Netz (LN) trennbar und in eine Messbrücke (3) schaltbar ist, dass eine Auswerteschaltung (μC) während des Abkühlens des Heizkörpers (1) den Ist-Spannungsverlauf (B) ermittelt und diesen mit dem Ideal-Spannungsverlauf (A) des unverkalkten Heizkörpers vergleicht und bei einer Abweichung des Ist-Spannungsverlaufes (B) vom Ideal-Spannungsverlauf (A) ein Verkalkungssignal abgibt, wobei die Verkalkung stärker ist, je größer die Differenz zwischen dem Ist-Spannungsverlauf (B) und dem Ideal-Spannungsverlauf (A) ist.Device for calcification detection of an electric heater in a hot water heater, characterized in that a switch ( 2 ) is provided, with the hot radiator ( 1 ) separable from the network (LN) and into a measuring bridge ( 3 ) is switchable that an evaluation circuit (μC) during the cooling of the radiator ( 1 ) determines the actual voltage curve (B) and this compares with the ideal voltage curve (A) of the uncalcified radiator and emits a calcification signal in a deviation of the actual voltage curve (B) from the ideal voltage curve (A), wherein the calcification is stronger , the greater the difference between the actual voltage waveform (B) and the ideal voltage waveform (A). Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messbrücke (3) Abgleichwiderstände (R11 bis R16) enthält, die die Auswerteschaltung (μc) bei kaltem Heizkörper einstellt.Device according to claim 7, characterized in that the measuring bridge ( 3 ) Compensating resistors (R11 to R16), which adjusts the evaluation circuit (μc) with a cold radiator. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (μc) Messwerte des Spannungsverlaufs (B) in gleichmäßigen Messintervallen erfasst.Device according to claim 7 or 8, characterized that the evaluation circuit (μc) measured values of the voltage curve (B) recorded at uniform intervals. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung (μc) die gleichmäßigen Messintervalle bestimmt und während jedes Messintervalls die Messbrücke (3) für eine Zeitspanne, die kürzer ist als das Messintervall, an ein Netzteil (4) legt.Device according to one of the preceding claims 7 to 9, characterized in that the evaluation circuit (μc) determines the uniform measuring intervals and during each measuring interval the measuring bridge ( 3 ) for a period of time shorter than the measurement interval to a power supply ( 4 ). Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteschaltung ein Mikrocontroller (μc) ist, der während des Abkühlens des Heizkörpers (1) den Spannungsverlauf der Messbrücke (3) über einen Differenzspannungsverstärker (D) digitalisiert in gleichen Messintervallen erfasst, der aus den ersten Messwerten (M1 bis M5) des Spannungsverlaufs (B) den Ideal-Spannungsverlauf (A) errechnet und der die Messwerte (M1 bis M100) der Messintervalle des Spannungsverlaufs summiert sowie die entsprechenden Werte des Ideal- Spannungsverlaufs summiert und aus dem Vergleich der Summen das Verkalkungssignal ableitet.Device according to one of the preceding claims 7 to 10, characterized in that the evaluation circuit is a microcontroller (μc), which during the cooling of the radiator ( 1 ) the voltage curve of the measuring bridge ( 3 digitized by a differential voltage amplifier (D) recorded in the same measuring intervals, which calculates the ideal voltage waveform (A) from the first measured values (M 1 to M 5 ) of the voltage curve (B) and the measured values (M 1 to M 100 ) of Measuring intervals of the voltage curve summed and summed the corresponding values of the ideal voltage curve and derived from the comparison of the sums of the calcification signal. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Auswerteschaltung (μC) ermittelte Verkalkungssignal an einer Anzeige (16) angezeigt wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the calcification signal determined by the evaluation circuit (μC) is displayed on a display ( 16 ) is shown. Einrichtung zur Verkalkungserkennung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anzeige (16) auf einer Elektronikplatine (18) befindet, auf der sich mindestens ein Netzteil (10), ein μC, eine Meßbrücke (5) und ein Relais für Heizkörper (12) befindet.Calcification detection device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the display ( 16 ) on an electronic board ( 18 ), on which at least one power supply ( 10 ), a μC, a measuring bridge ( 5 ) and a radiator relay ( 12 ) is located. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Platine (18) eine Schnittstelle (6) befindet.Device according to claim 13, characterized in that on the board ( 18 ) an interface ( 6 ) is located. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Platine (18) ein Temperaturfühler (7) befindet.Device according to claim 13, characterized in that on the board ( 18 ) a temperature sensor ( 7 ) is located. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Platine (18) eine Freigabesignal-Einrichtung (8) befindet.Device according to claim 13, characterized in that on the board ( 18 ) an enable signal device ( 8th ) is located. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Platine (18) ein Betriebsart-Umschalter (9) befindet.Device according to claim 13, characterized in that on the board ( 18 ) a mode switch ( 9 ) is located. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Platine (18) ein Anodenstromerzeuger (11) befindet.Device according to claim 13, characterized in that on the board ( 18 ) an anode current generator ( 11 ) is located. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anzeige (16) in einem Bedienteil (13) befindet, welches im Datenaustausch mit μC steht.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the display ( 16 ) in a control panel ( 13 ), which is in data exchange with μC.
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