DE102005004595A1 - Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser (1), insbesondere einen Durchlauferhitzer, mit wenigstens einer Heizeinrichtung (5), welche wenigstens einen Zulauf (2), einen Ablauf (3) und eine Heizstufe aufweist. Das Wasser, das durch den Zulauf (2) mit einer ersten Temperatur T¶1¶ in die Heizeinrichtung eintritt, wird erwärmt, so dass es mit einer zweiten Temperatur T¶2¶ aus der Heizeinrichtung (5) ausströmt. Der Durchlauferhitzer weist ferner wenigstens eine Messeinrichtung (8) zur Bestimmung einer durch die Heizeinrichtung (5) pro Zeiteinheit hindurch strömenden Wassermenge auf, wobei die Messeinrichtung ein, die Information über den Fluss repräsentierendes elektrisches Signal ausgibt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine elektronische Steuerungseinrichtung (9) vorgesehen ist, welche die dem Wasser durch die Heizeinrichtung (5) zugeführte Wärmemenge auf der Grundlage des Fluss repräsentierenden elektrischen Signals steuert und die Steuerung der zugeführten Wärmemenge mittels diskreter Schaltzustände so erfolgt, dass für ein erstes Flussintervall ein erster Schaltzustand und ggf. für weitere Flussintervalle weitere Schaltzustände angesteuert werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Durchlauferhitzer für den Haustechnikbereich, bei dem die Steuerung der dem zu erwärmenden Wasser zugeführten Wärmemenge durch eine elektronische Steuerungseinrichtung auf der Grundlage der durch den Durchlauferhitzer fließenden Wassermenge erfolgt.
  • Bei bekannten Durchlauferhitzern gemäß dem Stand der Technik erfolgt eine Regelung der dem durch den Durchlauferhitzer hindurchströmenden Wasser zugeführten Wärmemenge in Abhängigkeit von der Temperatur des aus dem Durchlauferhitzer ausströmenden Wassers sowie der gezapften Warmwassermenge, also warmwasserseitig. Hierbei handelt es sich um sog. elektronische Durchlauferhitzer.
  • Dabei wird beim Unterschreiten einer vorgegebenen Solltemperatur durch eine elektronische Regelungseinrichtung die der Heizeinrichtung zugeführte Energie – und damit die an das Wasser abgegebene Wärmemenge – kontinuierlich hochgeregelt, bis die Temperatur des aus dem Durchlauferhitzer austretenden Wassers die Solltemperatur erreicht. Ebenso wird bei Überschreiten der Solltemperatur durch die elektronische Regelungseinrichtung die der Heizeinrichtung zugeführte Energie herabgeregelt, bis die Temperatur des aus dem Durchlauferhitzer austretenden Wassers auf die Solltemperatur abgefallen ist.
  • Wesentlich ist hierbei, dass es sich um einen Temperaturregelkreis handelt, welcher im Stande sein muss, kontinuierlich verhältnismäßig hohe Energiedichten zu regeln. Derartige Durchlauferhitzer mit elektrischen Regelungseinrichtungen erweisen sich als verhältnismäßig teuer in der Herstellung und kommen daher nur verhältnismäßig selten zum Einsatz.
  • Bei einer weiteren bekannten Bauart von Durchlauferhitzern gemäß dem Stand der Technik erfolgt eine Steuerung der dem zu erwärmenden Wasser zugeführten Wärmemenge auf der Grundlage der durch den Durchlauferhitzer pro Zeiteinheit hindurchströmenden Wasser menge (Fluss). Dabei wird zumeist über eine im Strömungskanal oder parallel hierzu angeordnete Venturi-Düse und eine hiermit verbundene Druckdose mit Membranstößel, je nach Durchflussmenge ein mechanisches Schaltelement so betätigt, dass bei einem hohen Warmwasserbedarf eine Umschaltung auf eine hohe Leistungsstufe erfolgt und so die dem Wasser zugeführte Wärmemenge und damit die der Heizeinrichtung zugeführte Energie erhöht wird. Bei einem niedrigen Warmwasserbedarf erfolgt eine Umschaltung auf eine niedrige Leistungsstufe, so dass die der Heizeinrichtung zugeführte Energie und somit auch die dem Wasser zugeführte Wärmemenge verringert wird.
  • Die Flussmessung erfolgt bei derartigen Durchlauferhitzern üblicherweise im Vorlaufbereich, also Kaltwasserseitig. Weiterhin erfolgt die Steuerung der der Heizeinrichtung zugeführten Energie bzw. der dem Wasser zugeführten Wärmemenge auf diskreten Schaltniveaus, wird also nicht kontinuierlich mit der Durchflussrate gesteigert bzw. verringert, sondern lediglich für verschiedene Flussintervalle, d. h. Bereiche zwischen einer ersten Durchflussmenge und einer zweiten Durchflussmenge, umgeschaltet.
  • Bei derartigen Durchlauferhitzern wird es als nachteilig angesehen, dass die mechanischen Schaltelemente aufgrund dessen, dass verhältnismäßig hohe Energiedichten geschaltet werden müssen und aufgrund der hiermit verbundenen Druckdose verhältnismäßig groß und unhandlich ausfallen, was unter anderem die Größe des gesamten Durchlauferhitzers stark beeinflusst. Zudem tritt es im Falle mechanischer Schaltelemente zum Schalten von elektrischen Strömen aufgrund der hohen Ströme, die zu schalten sind, beim Schaltvorgang häufig auf, dass die Schaltkontakte miteinander verschweißen oder aber korrodieren und somit ein zuverlässiger Schaltprozess nicht mehr gewährleistet ist.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser und insbesondere einen Durchlauferhitzer zur Verfügung zu stellen, welcher die Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere eine kompakte und günstig herzustellende Bauart aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Demnach weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser wenigstens eine Heizeinrichtung auf, welche wenigstens einen Zulauf und einen Ablauf hat und zumindest eine Heizstufe durch die Wasser, welches durch den Zulauf mit einer ersten Temperatur T1 in die Heizeinrichtung einströmt, erwärmt wird, so dass es mit einer zweiten Temperatur T2 aus der Heizeinrichtung ausströmt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist weiterhin wenigstens eine Messeinrichtung zur Bestimmung einer durch die Heizeinrichtung pro Zeiteinheit hindurchströmenden Wassermenge (Fluss) auf, wobei die Messeinrichtung ein die Information über den Fluss repräsentierendes elektrische Signal ausgibt. Weiterhin ist eine elektronische Steuerungseinrichtung vorgesehen, welche das von der Messeinrichtung stammende den Fluss repräsentierende elektrische Signal registriert und auf der Grundlage dieses Signals die dem Wasser durch die Heizeinrichtung zugeführte Wärmemenge steuert, wobei diese Steuerung mittels diskreter Schaltzustände erfolgt, so dass für ein erstes Flussintervall, also einem Bereich zwischen einem ersten Fluss F1 und einem zweiten Fluss F2 ein erster Schaltzustand angesteuert wird und gegebenenfalls für weitere Flussintervalle weitere Schaltzustände angesteuert werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird es auf überraschende Weise möglich, Vorrichtungen zum Bereiten von Warmwasser zur Verfügung zu stellen, welche sich insbesondere durch eine kompakte Bauweise sowie die Möglichkeit einer günstigen Herstellung und insbesondere auch durch einen zuverlässigen und langlebigen Betrieb auszeichnen. Weiterhin wird durch die vorliegende Erfindung die Steuerung hoher Leistungen durch elektromechanische Schaltsätze vermieden, wodurch die bekannten Nachteile derartiger Schaltsätze umgangen werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestehen die diskreten Schaltzustände der elektronischen Steuerungseinrichtung in einem Zu- bzw. Abschalten weiterer Heizstufen der Heizeinrichtung. Bei einem lediglich geringen Wasserfluss durch die Heizeinrichtung wird beispielsweise nur eine erste Heizstufe von der elektronischen Steuerungseinrichtung angesteuert bzw. eingeschaltet, wohingegen bei einem erhöhten Wasserfluss durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur ersten Heizstufe in Serie angeordnete zweite und gegebenenfalls weitere Heizstufen angesteuert bzw. eingeschaltet werden.
  • Im Gegensatz hierzu besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine einzige Heizstufe je nach Größe des durch die erfindungsgemäße Vorrichtung hindurchtretenden Flusses mit unterschiedlichen diskreten Schaltzuständen derart anzusteuern, dass die Heizstufe in einem ersten Schaltzustand dem Wasser lediglich eine geringe Wärmemenge zuführt und in weiteren, hiervon diskret getrennten Schaltzuständen dem Wasser weitere, erhöhte Wärmemengen zuführt.
  • Besonders bevorzugt erfolgt die Durchflussmessung dabei durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Messfühler, wie z. B. Strömungsturbinen mit entsprechenden Sensoren zur Messung der Umdrehungszahl wie z. B. Hall-Sensoren, optischen Sensoren oder dergleichen oder aber Paddel-Schalter, welche eine im Wasserstrom angeordnete definierte Fläche aufweisen, die je nach Flussgröße aus ihrer Ruhelage bewegt werden und hierdurch ein Schaltzustand ein- bzw. abgeschaltet wird.
  • Neben derartigen Strömungssensoren besteht zudem auch die Möglichkeit der berührungslosen Strömungsmessung wie beispielsweise durch optische oder elektromagnetische Strömungsmesser.
  • Vorzugsweise wird das durch den Messfühler zur Bestimmung des durch die Heizeinrichtung pro Zeiteinheit hindurchströmenden Wassermenge erzeugte elektrische Signal in Form von Impulsen, vorzugsweise Zählimpulsen oder aber einer über eine vorgegebene Zeiteinheit integrierte Folge von Zählimpulsen repräsentiert.
  • Besonders bevorzugt weist die elektronische Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung der Heizstufe oder der Heizstufen eine Leistungsendstufe auf, welche bevorzugt durch eine ebenfalls in der elektronischen Steuerungseinrichtung enthaltene Steuerstufe angesteuert wird. Die Steuerstufe verarbeitet dabei das den Fluss repräsentierende elektrische Signal sowie gegebenenfalls weitere für die Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung relevante Informationen, wie z. B. Sicherheitsinformationen, Leistungsvorwahlinformationen und dergleichen, und ermittelt daraus den anzusteuernden Schaltzustand. Je nach Schaltzustand erfolgt dann die Ansteuerung der Leistungsendstufe dergestalt, dass diese die der oder den Heizstufen zugeführte Energie steuert.
  • Besonders bevorzugt weist die Leistungsendstufe elektronische Leistungsschaltelemente auf, welche aus einer Gruppe ausgewählt sind die Thyristoren, Leistungstransistoren und insbesondere IGPT und MOSFET, Triacs und dergleichen ähnliche Leistungshalbleiter zum Schalten großer Ströme enthält.
  • Die Verwendung derartiger Leistungshalbleiter erlaubt es, die Leistungsendstufe günstig und insbesondere auch sehr zuverlässig zu gestalten, da hierbei zumindest teilweise Standardbauelemente verwendet werden können.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Leistungsendstufe und insbesondere die Leistungshalbleiter eine Kühleinrichtung auf, welche Verlustwärme abführt und vorzugsweise einen Wärmeübergang zwischen der Leistungsendstufe oder den Leistungsschaltelementen und dem Wasser, welches durch die erfindungsgemäße Vorrichtung strömt, erlaubt. Besonders bevorzugt ist die Kühleinrichtung zur Kühlung der Leistungsendstufe bzw. der Leistungsschaltelemente im Vorlauf der Heizeinrichtung angeordnet, so dass der Wärmeübergang zwischen der Leistungsendstufe oder den Leistungsschaltelementen und dem Wasser, welches die Temperatur T1 hat, erfolgt.
  • Auf diese Weise wird eine besonders effektive Kühlung der Leistungsendstufe bzw. der Leistungsschaltelemente ermöglicht, da zum einen durch die hohe Wärmekapazität von Wasser gegenüber Luft eine besonders effektive Wärmeabfuhr möglich ist und zum anderen die Notwendigkeit einer ausreichenden Belüftung der Kühleinrichtung entfällt. Weiterhin erlaubt die Wasserkühlung der Leistungendstufe bzw. der Leistungsschaltelemente eine weitere, deutliche Verringerung der Raumanforderungen der Leistungsendstufe, da eine im Vergleich zur Luftkühlung geringe Wärmeübergangsfläche benötigt wird.
  • Besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Leistungsvorwahlschalter auf, welcher mit der elektronischen Steuerungseinrichtung verbunden ist und eine Auswahl sowie gegebenenfalls einen Ausschluss der durch die elektronsiche Steuerungseinrichtung ansteuerbaren Schaltzustände bewirkt. Durch den Leistungsvorwahlschalter kann somit die Betriebseinstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und damit die elektronische Steuerungseinrichtung insoweit beeinflusst werden, als die dem Wasser zugeführte Wärmemenge auch bei einem großen Fluss durch die erfindungsgemäße Vorrichtung einen gewissen Wert nicht übersteigt. In diesem Fall würde somit eine Auswahl von Schaltniveaus erfolgen, welche lediglich einen geringen Energieeintrag in die Heizstufen und damit in das die Vorrichtung durchströmende Wasser zur Folge haben, also niedrigere Schaltniveaus, was im wesentlichen gleichbedeutend mit einem Ausschluss hoher Schaltniveaus, also großer Energieeinträge in die Heizstufen bzw. das zu erwärmende Wasser ist.
  • Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer besonders bevorzugten Ausführungsform Sicherheitseinrichtungen auf, welche mit der elektronischen Steuerungseinrichtung verbunden sind und einen Ausschluss im wesentlichen aller durch die elektronische Steuerungseinrichtung ansteuerbarer Schaltzustände bewirkt, wenn ein sicherheitsrelevanter Zustand erfasst wird. Hierunter ist zu verstehen, dass bei der Erfassung eines sicherheitsrele vanten Zustandes die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise komplett abgeschaltet wird, also keinerlei Schaltniveaus, welche eine Energiezufuhr an die Heizstufen bzw. ein Wärmeeintrag in das die Vorrichtung durchströmende Wasser zur Folge hätten mehr angesteuert werden oder werden können.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform bestünde weiterhin die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung je nach Art des sicherheitsrelevanten Zustands in einer Art Notbetrieb lediglich auf einem sehr niedrigen Niveau weiter zu betreiben, bis der sicherheitsrelevante Zustand durch Wartung oder Reparatur behoben wurde.
  • Bei den genannten Sicherheitseinrichtungen handelt es sich besonders bevorzugt um Temperaturfühler, welche die Temperatur des die Heizeinrichtung oder aber auch einzelnen Heizstufen durchströmenden Wassers messen und einen Messwert an die elektronische Steuerungseinrichtung ausgeben. Beim Überschreiten einer vorgegebenen Maximaltemperatur erfolgt dann durch die elektronische Steuerungseinrichtung gegebenenfalls die Abschaltung, d. h. der Anschluß, einzelner oder aber aller Schaltzustände.
  • Als weitere Sicherheitseinrichtung kommt besonders bevorzugt ein Druckmesser zum Einsatz, welcher der Vorrichtung oder aber einzelnen Heizstufen vor- oder nachgeschaltet ist, und durch welchen der Hydrostatische Druck im System, also der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt und ein entsprechender Messwert an die elektronische Steuerungseinrichtung ausgegeben wird. Sofern die Unterschreitung eines vorgegebenen Minimaldrucks detektiert wird, kann von einem drucklosen oder leckbehafteten System ausgegangen werden und durch die elektronische Steuerungseinrichtung eine Abschaltung bzw. Ausschließung einzelner oder im wesentlichen aller Schaltzustände erfolgen. Im Falle eines Überdrucks im System kann beispielsweise von einer Systemüberhitzung ausgegangen werden, welche ebenfalls eine sofortige Abschaltung einzelner oder aller Schaltzustände durch die elektronische Steuerungseinrichtung zur Folge haben könnte bzw. müßte.
  • Ebenso umfassen die genannten Sicherheitseinrichtungen auch elektrische oder elektronische Meßfühler, welche die korrekte bzw. fehlerfreie Funktion der Heizstufe oder der Heizstufen überwachen und im Falle einer Fehlfunktion eine Abschaltung bzw. Ausschließung einzelner oder im wesentlichen aller Schaltzustände durch die elektronische Steuerungseinrichtung erfolgt.
    •
  • Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.
  • Es zeigt:
  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser;
  • 2 eine bevorzugte Messeinrichtung zur Flussmessung;
  • 3 eine weitere bevorzugte Messeinrichtung zur Flussmessung.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser 1, welche drei, strömungstechnisch in Serie geschaltete Heizstufen 4a, 4b und 4c aufweist. Die Pfeile 13 geben dabei die Flussrichtung des durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 strömenden Wassers an.
  • Bei weiteren, nicht dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht überdies die Möglichkeit der strömungstechnischen Parallelschaltung einzelner Heizstufen sowie der Kombination aus Parallel- und Serienschaltung mehrerer Heizstufen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Heizstufen 4 um elektrische Heizelemente, welche durch elektronische Stromfluss erzeugte Wärme auf das durch die Heizstufe hindurchströmende Wasser übertragen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 weist sowohl am Zu-, wie auch am Ablauf Absperrventile 6, 7 auf, welche die Durchführung von Wasserinstallationsarbeiten an der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglichen, ohne dass die Vorrichtung dabei vom Wasser entleert werden muss.
  • Die Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser 1 gemäß 1 weist weiterhin eine Kaltwasserseitig installierte Messeinrichtung 8 auf, welche die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 bzw. deren Heizeinrichtung 5 strömende Wassermenge pro Zeiteinheit (Fluss) ermittelt und diese Information an die mit der Messeinrichtung 8 verbundene elektronische Steuerungseinrichtung 9 in Form eines elektrischen Signals übermittelt.
  • In dem in 1 dargestellten Fall weist die elektronische Steuerungseinrichtung 9 eine Steuerstufe 10 auf, welche die durch die Messeinrichtung 8 und durch einen Leistungsvorwahlschalter 15 sowie durch einen Drucksensor 16 und die Temperaturfühler 17 und 18 ermittelnden Zustandsinformationen des Systems hinsichtlich Systemdruck, Wassertemperatur und Betriebszustand auswertet und hieraus den anzusteuernden Schaltzustand bestimmt und ansteuert.
  • Die Steuerstufe der elektronischen Steuerungseinrichtung steuert die Leistungsschaltelemente 12a, 12b und/oder 12c der Leistungsendstufe 11 der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 an, so dass diese ein Zu- bzw. Abschalten der Heizstufen 4a, 4b und/oder 4c bewirken.
  • Die Leistungsendstufe 11 der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser 1 gemäß 1 weist weiterhin eine Kühleinrichtung 20 auf, welche der Kühlung der Leistungsschaltelemente 12a, 12b und 12c dient, und welche einen Wärmeübergang zwischen den Leistungsschaltelementen und dem die Vorrichtung 1 durchströmenden Wasser ermöglicht. Hierzu sind Strömungskanäle der Kühleinrichtung 20 zum Hauptwasserstrom durch die Vorrichtung parallel geschaltet, so dass ein Teil des die Vorrichtung durchströmenden Wassers die Kühleinrichtung durchströmt und somit der Abführung von Verlustwärme der Leistungsschaltelemente dient.
  • Vorzugsweise ist die elektronische Steuerungseinrichtung 9 mit der Leistungsendstufe 11 und der Flüssigkühleinrichtung 20 zur Kühlung der Leistungsschaltelemente 12a bis 12c kaltwasserseitig zur Heizeinrichtung geschaltet, so dass zwischen der Temperatur der Leistungsschaltelemente und der des Kühlwassers die größtmögliche Differenz besteht und somit eine möglichst effektive Kühlung der Leistungsschaltelemente ermöglicht wird.
  • Der Leistungsvorwahlschalter 15 erlaubt es den Betriebszustand der Vorrichtung einzustellen, d. h. die Ansteuerung der Heizstufen 4a, 4b und/oder 4c derart zu beeinflussen, dass je nach Warmwasserbedarf die maximale an das die Vorrichtung 1 durchströmende Wasser abgegebene Wärmemenge durch eine Auswahl bzw. Begrenzung der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 auf lediglich bestimmte, vorzugsweise niedrigen Schaltniveaus begrenzt wird.
  • Der Drucksensor 16 ist mit der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 verbunden und übermittelt an diese Informationen über den hydrostatischen Systemdruck. Wird ein Überschreiten eines vorgegebenen Maximaldrucks pmax oder eine Unterschreitung eines vorgegebenen Minimaldrucks pmin registriert, so schaltet die Steuerungseinrichtung sämtliche Leistungsschaltelemente 12a, 12b und 12c ab, so dass keine der Heizstufen 4a, 46 oder 4c bestromt wird und somit keine Wärmeenergie an das Wasser abgegeben wird. Gleicherma ßen erfolgt eine Abschaltung einiger oder auch aller Leistungsschaltelemente 12a bis 12c der Leistungsendstufe 11 der elektronischen Steuerungseinrichtung 9, sofern durch einen der Temperaturfühler 17, 18 das Überschreiten der Wassertemperatur über einen vorgegebenen Temperaturwert Tmax registriert wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 erlaubt es somit, die dem Wasser durch die Heizstufen 4a, 4b und 4c zugeführte Wärmemenge stufenweise und in Abhängigkeit von dem die Vorrichtung durchströmenden Fluss zu erhöhen bzw. verringern. Durch die Leistungsschaltelemente 12a, 12b und/oder 12c der Leistungsendstufe 11 erfolgt dabei eine individuelle Bestromung der Heizstufen 4a, 4b und 4c, was einem zu- bzw. abschalten der Heizstufen entspricht.
  • 2 zeigt den Aufbau einer besonders bevorzugten Messeinrichtung 8 einer Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Messeinrichtung 8 weist hierbei einen ersten Paddel-Schalter 22 sowie einen zweiten Paddel-Schalter 23 auf, welche jeweils bei Erreichen eines ersten Flusses F1 bzw. eines zweiten Flusses F2 ihren Schaltzustand ändern. Das von dem ersten Paddel-Schalter 22 erzeugte Signal wird mit dem von dem zweiten Paddel-Schalter 23 erzeugten Signal in der Überlagerungseinrichtung 24 überlagert und an die elektronische Steuerungseinrichtung 9 übertragen.
  • Bei einer Messeinrichtung 8 gemäß 3 wird der durch das Strömungsrohr 25 strömende Wasserfluss durch eine im Fluss angeordnete Turbine dergestalt ermittelt, dass durch beispielsweise ein Hall-Sensor oder durch einen optischen Sensor die Drehzahl der Turbine ermittelt und hieraus die Größe des durch das Strömungsrohr 25 strömenden Wasserflusses ermittelt wird. Das von dem Strömungssensor 26 erzeugte Signal wird an die elektronische Steuerungseinrichtung 9 übermittelt und von dieser zur Grundlage der Bestimmung der anzusteuernden Schaltzustände gemacht.
  • Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde lediglich beispielhaft auf die Möglichkeit der Verwendung der Erfindung im Bereich von Hausgeräten bzw. für Wasser-Durchlauferhitzer zurückgegriffen. Eine Anwendung der vorliegenden Erfindung in anderen Bereichen wie z. B. im Bereich von Heiz- bzw. Klimaanlagen oder zum Beheizen von anderen fluiden Medien als Wasser ist jedoch ebensosehr denkbar.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser (1), insbesondere Durchlauferhitzer mit: – wenigstens einer Heizeinrichtung (5), welche wenigstens einen Zulauf (2) und einen Ablauf (3) aufweist und wenigstens eine Heizstufe (4), welche Wasser, das durch den Zulauf (2) mit einer ersten Temperatur T1 in die Heizeinrichtung eintritt, erwärmt, so dass es mit einer zweiten Temperatur T2 aus der Heizeinrichtung (5) ausströmt; – wenigstens einer Messeinrichtung (8) zur Bestimmung einer durch die Heizeinrichtung (5) pro Zeiteinheit hindurch strömenden Wassermenge (Fluss), wobei die Messeinrichtung ein die Information über den Fluss repräsentierendes elektrisches Signal ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer elektronischen Steuerungseinrichtung (9) vorgesehen ist, welche die dem Wasser durch die Heizeinrichtung (5) zugeführte Wärmemenge auf der Grundlage des den Fluss repräsentierenden elektrischen Signals steuert; die Steuerung der zugeführten Wärmemenge mittels diskreter Schaltzustände erfolgt, so dass für ein erstes Flussintervall ein erster Schaltzustand und gegebenenfalls für weitere Flussintervalle weitere Schaltzustände angesteuert werden.
  2. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die diskreten Schaltzustände in einem Zu- bzw. Abschalten zusätzlicher Heizstufen (4a, 4b, 4c) bestehen.
  3. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerungseinrichtung (9) eine Leistungsendstufe (11) umfasst, welche die Heizstufe (4) ansteuert.
  4. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsendstufe (11) zum Ansteuern der Heizstufe (4) wenigstens ein elektronisches Leistungsschaltelement aufweist (12), welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Thyristoren, Leistungstransistoren, insbesondere IGPT und MOSFET, Triacs und dergleichen ähnliche Leistungshalbleiter enthält.
  5. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsendstufe (11) eine Kühleinrichtung (20) aufweist, welche Verlustwärme abführt und vorzugsweise einen Wärmeübergang zwischen der Leistungsendstufe (11) und/oder dem Leistungsschaltelement (12) und dem Wasser, vorzugsweise dem Wasser mit der Temperatur T1, ermöglicht.
  6. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsvorwahlschalter (15) vorgesehen ist, welcher mit der elektronischen Steuerungseinrichtung (9) verbunden ist und eine Auswahl und gegebenenfalls einen Ausschluß der durch die elektronische Steuerungseinrichtung (9) ansteuerbaren Schaltzustände bewirkt.
  7. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Sicherheitseinrichtung (16, 17, 18) vorgesehen ist, welche mit der elektronischen Steuerungseinrichtung (9) verbunden ist und eine Auswahl und insbesondere einen Ausschluß einzelner oder im wesentlichen aller durch die elektronische Steuerungseinrichtung (9) ansteuerbarer Schaltzustände bewirkt, wenn ein sicherheitsrelevanter Zustand detektiert wird.
  8. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung ein Temperaturfühler (17, 18) und/oder Druckmesser (16) ist, welcher insbesondere in Folge eines Erreichens oder Überschreitens einer Maximaltemperatur bzw. eines Unterschreitens eines Minimaldrucks oder Überschreitens eines Maximaldrucks eine Abschaltung aller Heizstufen (4a, 4b, 4c) bewirkt.
  9. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizstufe (4) wenigstens ein elektrisches Heizelement zur Erzeugung von Wärme aufweist.
  10. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (8) wenigstens einen diskreten Strömungssensor und vorzugsweise einen Paddel-Schalter (22, 23) aufweist, welcher bei Erreichen eines vorgegebenen Flusses seinen Schaltzustand ändert.
  11. Vorrichtung zum Bereiten von Warmwasser gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (8) wenigstens einen kontinuierlichen Strömungssensor und vorzugsweise eine Turbine, Schraube oder dergleichen aufweist, deren Drehzahl sich mit der Größe des hindurchtretenden Flusses verändert und welche durch einen Hallsensor, einen optischen Sensor oder dergleichen ähnliche Berührungsfreie Drehzahlsensoren ermittelt wird.
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