DE102004021432A1 - Water temperature control process for through flow heater heats water rapidly to a first temperature and then reduces the temperature versus time gradient to avoid scalding - Google Patents

Water temperature control process for through flow heater heats water rapidly to a first temperature and then reduces the temperature versus time gradient to avoid scalding Download PDF

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Abstract

A water temperature control process for a through-flow heater comprises controlling so as to give rapid water heating to a first temperature (WT1) at a steep temperature/time gradient (G1) and then reduce the gradient to a lower value (G2). An independent claim is also included for a device for the above process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Wassertemperatur bei einem Warmwasserbereiter, insbesondere Durchlauferhitzer.The The invention relates to a method and a device for controlling the water temperature in a water heater, in particular Heater.

Bei einem Durchlauferhitzer nach der DE 37 39 676 A1 wird ein Signal ausgelöst, das den Benutzer auf die bei hohen eingestellten Solltemperaturen bestehende Verbrühungsgefahr hinweist.In a water heater after the DE 37 39 676 A1 A signal is triggered which alerts the user to the scalding hazard that exists at high setpoint temperatures.

Beim Durchlauferhitzer der DE 196 52 130 A1 ist ein Einstellglied zur Temperaturvorwahl und eine Einstellmöglichkeit "Verbrühschutz" vorgesehen. Ist die Funktion "Verbrühschutz" aktiviert, dann kann der Nutzer die Temperaturvorwahl nicht auf eine höhere Temperatur stellen.The water heater of the DE 196 52 130 A1 is a setting element for temperature preselection and a setting "scald protection" provided. If the function "scalding protection" is activated, then the user can not set the temperature preselection to a higher temperature.

Eine von rot nach grün umschaltende Leuchtanzeige zeigt an, ob sich der eingestellte Sollwert der Auslauftemperatur unterhalb oder oberhalb des Grenzwertes des Verbrühschutzes befindet.A from red to green The switching light indicates whether the setpoint has been set the outlet temperature below or above the limit value of scalding protection located.

Beim Warmwasserbereiter der DE 100 13 089 A1 ist eine einstellbare Rastvorrichtung vorgesehen, die mit einer Regelvorrichtung zusammenwirkt. Je nach Stellung der Rastvorrichtung wird der Einstellbereich der Regelvorrichtung begrenzt, da die Wassertemperatur auf einen Wert begrenzbar ist, bei dem noch keine Verbrühungsgefahr besteht.When the water heater of DE 100 13 089 A1 an adjustable locking device is provided, which cooperates with a control device. Depending on the position of the locking device, the adjustment range of the control device is limited, since the water temperature can be limited to a value at which there is no danger of scalding.

In der DE 101 14 196 C1 ist ein Heißwasserbereiter mit mehreren Einstellvorrichtungen beschrieben. Eine spezielle Einstellvorrichtung, die für einen speziellen Nutzerkreis gedacht ist, beschränkt die Einstellbarkeit der Solltemperatur auf einen bestimmten Grenzwert, beispielsweise auf einen Grenzwert, bei dem für den Nutzerkreis keine Verbrühungsgefahr besteht.In the DE 101 14 196 C1 is a hot water heater with multiple adjusters described. A special adjustment device, which is intended for a special user circle, limits the adjustability of the setpoint temperature to a specific limit value, for example to a limit value at which there is no scalding risk for the user group.

Aufgabe der Erfindung ist es, für den Nutzer einen Verbrühschutz zu ermöglichen, auch wenn verschiedene Nutzer unterschiedliche Verbrühschutztemperaturen wünschen.task The invention is for the user a scald protection to enable even if different users have different scalding protection temperatures to wish.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 hinsichtlich des Verfahrens und des Anspruchs 11 hinsichtlich der Vorrichtung gelöst.According to the invention is the above Task by the features of claim 1 with regard to the method and claim 11 with respect to the device solved.

Bis zum ersten Temperaturwert wird das Wasser schnell, mit steilem Temperaturgradienten pro Zeiteinheit aufgeheizt.To to the first temperature value the water becomes fast, with steep temperature gradient per Time unit heated up.

Infolge des zwischen dem ersten Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert verflachten Temperaturanstiegs pro Zeiteinheit hat der Benutzer, der durch eine zwischen dem ersten Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert auftretende Temperatur überrascht wird, hinreichend Zeit, darauf durch eine geeignete Gegenmaßnahme zu reagieren, ohne sich schon ernstlich verbrüht zu haben oder zu verbrühen. Er kann beispielsweise einen Temperaturregler zurückdrehen, die Kaltwassermenge erhöhen oder dem ihm zu heiß erscheinenden Wasserstrahl ausweichen.As a result between the first temperature value and the second temperature value flattened temperature rise per unit of time has the user who by one between the first temperature value and the second temperature value occurring temperature surprised will, with sufficient time, to do so by taking an appropriate countermeasure react without seriously scalding or scalding. He For example, can turn back a temperature controller, the amount of cold water increase or the jet of water that seems too hot for him dodge.

Ein anderer Nutzer, der eine höhere Temperatur wünscht, wird durch den verflachten Temperaturanstieg zwischen dem ersten Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert kaum beeinträchtigt. Günstig ist dabei auch, dass der Temperaturanstieg pro Zeiteinheit nicht von vornherein, sondern erst beim Erreichen des ersten Temperaturwerts reduziert wird, so dass bis dahin das durchfließende Wasser schnell erwärmt wird.One other users who have a higher Temperature, is due to the flattened temperature rise between the first Temperature value and the second temperature value hardly affected. Cheap is also that the temperature rise per unit of time is not from in the beginning, but only when the first temperature value is reached is reduced, so that by then the flowing water is heated quickly.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.Further Embodiments emerge from the subclaims and the following description.

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

1 einen Durchlauferhitzer und 1 a water heater and

2 eine Temperatur-Zeitkennlinie des Durchlauferhitzers. 2 a temperature-time characteristic of the water heater.

Bei einem elektronischen Durchlauferhitzer lässt sich üblicherweise die maximal gewünschte Auslauftemperatur mechanisch oder elektronisch einstellen. Nach 1 ist hierfür am Durchlauferhitzer 1 ein Stellglied 2 vorgesehen, mit dem sich die an einer Zapfstelle 3 auftretende Wassertemperatur begrenzen lässt. Damit ist ein Verbrühschutz möglich, indem der Nutzer die Temperatur auf einen hinreichend niedrigen Sollwert einstellt. Bei diesem Stand der Technik können insbesondere zwei Problemfälle auftreten, die dennoch eine Verbrühungsgefahr mit sich bringen. Es sind dies:

  • a) der Nutzer hat die Temperatur fälschlicherweise nicht auf einen gewünschten niedrigen Sollwert eingestellt,
  • b) ein anderer Nutzer hat die Temperatur höher eingestellt, was möglicherweise ihm als Verbrühschutz genügt, jedoch für den ersten Nutzer zu heiß ist.
With an electronic instantaneous water heater, the maximum desired outlet temperature can usually be adjusted mechanically or electronically. To 1 This is the water heater 1 an actuator 2 provided, with which at a tapping point 3 limit occurring water temperature. This scalding protection is possible by the user sets the temperature to a sufficiently low setpoint. In particular, two problem cases can occur in this prior art, which nevertheless entail a danger of scalding. They are:
  • a) the user has erroneously not set the temperature to a desired low setpoint,
  • b) another user has set the temperature higher, which may be enough to scald him, but is too hot for the first user.

Um dennoch dem (ersten) Nutzer eine gewisse Sicherheit gegen Verbrühen zu geben, arbeitet der beschriebene Durchlauferhitzer folgendermaßen (vgl. 2):
Nach dem Einschalten, zum Zeitpunkt t0, des Durchlauferhitzers 1 erhitzt dieser das durchfließende Wasser schnell – mit steilem Temperaturgradienten G1, bis zu einem in einer Steuerelektronik 4 des Durchlauferhitzers 1 vorgegebenen ersten Temperaturwert WT1. Dieser liegt vorzugsweise so, dass für niemanden erhebliche Verbrühgefahr besteht. Er beträgt beispielsweise 35°C bis 45°C.
Nevertheless, in order to give the (first) user a certain degree of protection against scalding, the described instantaneous water heater operates as follows (cf. 2 ):
After switching on, at time t0, of the water heater 1 This heats the flowing water quickly - with steep temperature gradient G1, up to one in a control electronics 4 of the water heater 1 predetermined first temperature value WT1. This is preferably such that there is no significant risk of scalding for anyone. He is at For example, 35 ° C to 45 ° C.

Hat das durchströmende Wasser den ersten Temperaturwert WT1 erreicht, was im Beispielsfall zum Zeitpunkt t1 der Fall ist, dann schaltet die Steuerelektronik 4 den Durchlauferhitzer auf einen flacheren, zweiten Temperaturgradienten G2 (vgl. 2). Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Steuerelektronik 4 die Heizleistung erniedrigt oder die Wasserdurchflussmenge erhöht. In Funktionsumkehr kann als Kriterium für das Einschalten des flacheren Temperaturgradienten G2 auch das Erreichen des Zeitpunktes t1 verwendet werden.If the water flowing through has reached the first temperature value WT1, which is the case in the example at time t1, then the control electronics switches 4 the water heater to a flatter, second temperature gradient G2 (see. 2 ). This happens, for example, in that the control electronics 4 lowers the heating power or increases the water flow rate. In function reversal, the achievement of time t1 can also be used as a criterion for switching on the flatter temperature gradient G2.

Während des nach dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 verlangsamt erfolgenden Weiterheizens hat der aktuelle Nutzer Zeit und Gelegenheit auf die ihm unter Umständen doch zu hoch erscheinende Wassertemperatur zu reagieren, ohne dass er durch eine nach dem Zeitpunkt t1 schnell ansteigende Temperatur einer Verbrühgefahr ausgesetzt ist. Er kann je nach Einrichtung des Durchlauferhitzers 1 die Heizleistung weiter herabsetzen, die Wasserdurchflussmenge weiter erhöhen, das Wasserzapfen abschalten oder dem Wasserstrahl ausweichen oder entsprechende Maßnahmen treffen, ohne währenddessen verbrüht zu werden.During the further heating which slows down after the time t1 to the time t2, the current user has time and opportunity to react to the water temperature, which may well seem too high to him, without being exposed to a risk of scalding by a temperature rising rapidly after the time t1. He can depending on the device of the water heater 1 further reduce the heating power, increase the water flow rate, switch off the water tap or dodge the water jet or take appropriate measures without being scalded during the process.

Ist der Nutzer mit dem Temperaturverlauf zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 vom ersten Temperaturwert WT1 auf den zweiten Temperaturwert WT2 zufrieden, dann wird er nichts unternehmen. Zum Zeitpunkt t2 wird der zweite Temperaturwert WT2 erreicht sein, wonach die Steuerelektronik 4 wieder auf einen steileren Temperaturgradienten G3 umschaltet (vgl. 2), so dass das Wasser schnell auf einen vom Nutzer am Stellglied 2 eingestellten Sollwert WT3 erhitzt wird. Im Beispielsfall liegt der Sollwert WT3 bei 65°C. Je nach Nutzerwunsch kann er auch zwischen 40°C und 65°C oder unter 40°C eingestellt sein, wobei im letztgenannten Fall der zwischen t1 und t2 verflachte Temperaturgradient G2 nicht wirksam wird.If the user is satisfied with the temperature progression between the times t1 and t2 from the first temperature value WT1 to the second temperature value WT2, then he will do nothing. At time t2, the second temperature value WT2 will be reached, after which the control electronics 4 switched back to a steeper temperature gradient G3 (see. 2 ), allowing the water to quickly reach a user's level on the actuator 2 setpoint WT3 is heated. In the example, the setpoint WT3 is 65 ° C. Depending on the user's request, it can also be set between 40 ° C and 65 ° C or below 40 ° C, in the latter case the temperature gradient G2 flattened between t1 and t2 not taking effect.

Im Beispielsfall beträgt die Zeitspanne t1 bis t2 4 s bzw. die entsprechende Temperaturdifferenz WT2 – WT1 10K. Diese Zeitspanne ist lang genug, um dem Nutzer hinreichend Reaktionszeit zu geben, ohne verbrüht zu werden. Der Temperaturgradient G2 beträgt im genannten Fall 10 K/4 s = 2,5 K/s. Er kann auch zwischen 0,5 K/s und 30 K/s liegen.in the Example case is the time period t1 to t2 4 s or the corresponding temperature difference WT2 - WT1 10K. This time span is long enough to give the user adequate reaction time to give without being scalded to become. The temperature gradient G2 is in this case 10 K / 4 s = 2.5 K / s. It can also be between 0.5 K / s and 30 K / s.

Die beschriebene, zusätzliche, dynamische Verbrühschutzfunktion kann abschaltbar sein. An einer Statusanzeige 5 des Durchlauferhitzers kann angezeigt werden, ob die Verbrühschutzfunktion ein- oder abgeschaltet ist. Es kann auch angezeigt werden, ob die Solltemperatur WT3 höher als der zweite Temperaturwert WT2 und/oder der erste Temperaturwert WT1 eingestellt ist.The described, additional, dynamic anti-scald function can be switched off. At a status display 5 of the water heater can be displayed, whether the scalding function is switched on or off. It can also be displayed whether the target temperature WT3 is set higher than the second temperature value WT2 and / or the first temperature value WT1.

Die beschriebene Verbrühschutzfunktion bietet dem Nutzer auf einfache Weise eine zusätzliche Sicherheit, was insbesondere bei einem elektronischen Durchlauferhitzer für mehrere Zapfstellen und/oder mehrere Nutzer vorteilhaft ist. Diese Verbrühschutzfunktion ist auch erreicht, wenn nach dem Erreichen des zweiten Temperaturwerts WT2 nicht mehr auf einen steileren Temperaturgradienten G3 umgeschaltet wird. Allerdings erfolgt dann das Endaufheizen vom zweiten Temperaturwert WT2 auf den eingestellten Sollwert WT3 nicht mit dem steilen Temperaturgradienten G3, sondern mit dem flacheren Temperaturgradienten G2 und damit langsamer.The scalding function described offers the user in a simple way additional security, in particular in an electronic instantaneous water heater for several taps and / or several users is advantageous. This anti-scalding function is also achieved if after reaching the second temperature value WT2 no more is switched to a steeper temperature gradient G3. Indeed then the final heating takes place from the second temperature value WT2 the setpoint WT3 not with the steep temperature gradient G3, but with the shallower temperature gradient G2 and thus slower.

Der Temperaturverlauf mit dem Temperaturgradienten G2 ist zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 im wesentlichen linear. Er kann jedoch auch nichtlinear verlaufen.Of the Temperature gradient with the temperature gradient G2 is between the Times t1 and t2 substantially linear. He can, however nonlinear.

Claims (13)

Verfahren zur Steuerung der Wassertemperatur auf einen Sollwert bei einem Warmwasserbereiter, insbesondere Durchlauferhitzer, dadurch gekennzeichnet, dass für die Steuerung ein erster Temperaturwert (WT1) vorgegeben wird, bis zu dem das Wasser mit steilem Temperaturgradienten (G1) erhitzt wird, und dass bei Erreichen dieses ersten Temperaturwerts (WT1) der Temperaturgradient auf einen zweiten Wert (G2) erniedrigt wird.Method for controlling the water temperature to a desired value in a water heater, in particular instantaneous water heater, characterized in that for the control, a first temperature value (WT1) is set, to which the water with steep temperature gradient (G1) is heated, and that upon reaching this first temperature value (WT1) of the temperature gradient to a second value (G2) is lowered. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass spätestens, wenn ein zweiter, höherer vorgegebener Temperaturwert (WT2) erreicht wird, mit einem steileren, dritten Temperaturgradienten (G3) das Wasser auf die eingestellte Solltemperatur (WT3) erhitzt wird.Method according to claim 1, characterized in that that at the latest, if a second, higher given Temperature value (WT2) is reached, with a steeper, third Temperature gradient (G3) the water to the set temperature (WT3) is heated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, erniedrigte Temperaturgradient (G2) flacher ist als der erste Temperaturgradient (G1) und der dritte Temperaturgradient (G3).A method according to claim 1 or 2, characterized in that the second, lowered temperature gradient (G2) is flatter than the first temperature gradient (G1) and the third temperature gradient (G3). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturgradient (G1) und der dritte Temperaturgradient (G3) gleich oder unterschiedlich steil sind.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first temperature gradient (G1) and the third Temperature gradient (G3) are the same or different steep. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperaturgradient (G2) zwischen 0,5 K/s und 30 K/s liegt, insbesondere etwa 2,5 K/s beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the second temperature gradient (G2) between 0.5 K / s and 30 K / s, in particular about 2.5 K / s. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer (t1 bis t2) des zweiten Temperaturgradienten (G2) etwa 3 s bis 10 s, insbesondere 4 s, beträgt.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the time duration (t1 to t2) of the second temperature gradient (G2) about 3 s to 10 s, in particular 4 s. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschalten des zweiten Temperaturgradienten (G2) abschaltbar ist.Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the switching on of the second temperature gradient (G2) can be switched off. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Schaltzustand des zweiten Temperaturgradienten (G2) angezeigt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the respective switching state of the second temperature gradient (G2) is displayed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturwert (WT1) kleiner als eine Verbrühtemperatur ist, insbesondere < 45°C oder 43°C ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first temperature value (WT1) is less than a scalding temperature is, in particular <45 ° C or 43 ° C is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperaturwert (WT2) größer als der erste Temperaturwert (WT1) ist und kleiner als die maximal einstellbare Solltemperatur (WT3) ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the second temperature value (WT2) is greater than the first temperature value (WT1) is less than the maximum adjustable one Set temperature (WT3) is. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere bei einem Durchlauferhitzer, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerelektronik (4) das Wasser bis zu einem ersten in ihr gespeicherten Temperaturwert (WT1) mit einem steilen Temperaturgradienten (G1) erhitzt und danach das weitere Erhitzen mit einem flacheren Temperaturgradienten (G2) bis zum Erreichen eines zweiten Temperaturwerts (WT2) durchführt.Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, in particular in a continuous flow heater, characterized in that an electronic control system ( 4 ) the water is heated up to a first temperature value (WT1) stored therein with a steep temperature gradient (G1) and then further heating with a shallower temperature gradient (G2) until a second temperature value (WT2) is reached. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (4) ab dem zweiten Temperaturwert (WT2) das weitere Erhitzen mit einem Temperaturgradienten (G3) durchführt, der steiler als der zweite Temperaturgradient (G2) ist.Apparatus according to claim 11, characterized in that the control electronics ( 4 ) from the second temperature value (WT2) further heating with a temperature gradient (G3), which is steeper than the second temperature gradient (G2). Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Statusanzeige (5) anzeigt, ob der flache Temperaturgradient (G2) wirksam geschaltet ist.Apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that a status display ( 5 ) indicates whether the flat temperature gradient (G2) is activated.
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