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Die
Erfindung betrifft einen gasbeheizten Durchlauf-Wassererhitzer, mit einem elektrischem Verbraucher.
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Moderne
gasbeheizte Wassererhitzer arbeiten ohne Pilotflamme und benötigen für ihre Zündeinrichtung
elektrische Zündenergie.
Da ein Netzanschluss nicht immer vorhanden ist, bzw. ein Anschließen eines
Wassererhitzers an ein 220 Volt-Netz relativ aufwändige Sicherungsmaßnahmen
erfordern würde,
besteht in vielen Fällen
der Wunsch nach einer netzunabhängigen
Zündenergiequelle.
Um dabei auch von Batterien etc. unabhängig zu sein, wird beim gattungsgemäßen Wassererhitzer
vorgeschlagen, dass die Zündeinrichtung
einen geräteeigenen Zündgenerator
hat, der mit einer vom durchlaufenden Wasser angetriebenen hydraulischen
Strömungsmaschine,
insbesondere einem Flügelzellenmotor,
gekuppelt ist. Dabei ist es auch bekannt, unter Wahrung der Netzunabhängigkeit
zusätzliche
elektrische Maßnahmen
zur Steuerung/Überwachung
der Zündeinrichtung
bzw. des Gasbrenners des Wassererhitzers vorzusehen. Insbesondere
können
die Magnetspule eines Sicherheitsventils oder ein Zeitschaltglied
des Zündstromkreises
durch den Zündgenerator
elektrisch versorgt werden.
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Diese
bekannten Wassererhitzer haben allerdings die Eigenschaft, dass
die Zündenergiequelle vom
Beginn bzw. vom Andauern einer Wasserströmung abhängig ist, d. h., die elektrische Energie
steht nur während
des aktiven Betriebs des Durchlauf-Wassererhitzers zur Verfügung. Diese
Eigenschaft ist zwar hinsichtlich der Zündeinrichtung unproblematisch,
hinsichtlich der Steuerung und/oder Regelung des Wassererhitzers
insgesamt oder eines Teilsystems ist es jedoch wünschenswert, auch im Stand-by-Modus
bestimmte Maßnahmen
vornehmen zu können.
Eine bedienerfreundliche, mit einem elektrischen Display verbundene
und nicht an einen bestimmten Betriebszustand gebundene Möglichkeit der
Regulation des Wassererhitzers, beispielsweise die Einstellung und
Anzeige der im Auslauf des Wassererhitzers gewünschten Wassertemperatur, setzt jedoch
eine jederzeit verfügbare
elektrische Energiequelle voraus.
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Bei
Wasserarmaturen für
sanitäre
Hausinstallationen ist es bekannt (
EP 0 361 332 A1 ) einen elektrischen Generator
vorzusehen, der von einem im Durchflusskanal der Armatur angeordneten
Turbinenrad angetrieben ist und einen elektrischen Speicher auflädt, der
Ventile, Temperaturmesssonden oder Anzeigen, beispielsweise für die Temperatur, mit
Energie versorgt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wassererhitzer der eingangs
genannten Art so zu gestalten, dass die zuvor genannten Nachteile vermieden
werden und eine weitgehende Unabhängigkeit von Fremdenergie und
Betriebszustand erreicht wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Wassererhitzer gemäß Anspruch
1 gelöst. Weiterbildungen
und bevorzugte Maßnahmen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Wassererhitzer sind
eine Betätigungsvorrichtung
zum Einbringen mechanischer Energie und ein geräteeigenes Wandlerelement zum
Umwandeln der eingebrachten mechanischen in elektrische Energie
vorgesehen. Das Wandlerelement bildet dabei eine elektrische Energiequelle
für mindestens
einen elektrischen Verbraucher, der vorzugsweise eine Vorrichtung
zur Steuerung und/oder Regelung ist. Die erfindungsgemäß durch
mechanische Handbetätigung
eingebrachte Energie ermöglicht
eine elektrische Versorgung des Verbrauchers, die unabhängig vom
Vorliegen einer Wasserströmung
ist und keine Fremdenergiequellen wie Batterien benötigt.
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Der
Umfang der erfindungsgemäßen autarken
elektrischen Energieversorgung ist im Einzelnen insbesondere von
Art und Häufigkeit
der Handbetätigung
in Relation zum Energiebedarf der zu vorsorgenden Vorrichtung abhängig. Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung kann die Nutzung der Energieversorgung
dadurch weiter verbessert werden, dass ein mit der vom Wandlerelement
erzeugten elektrischen Energie aufladbares Speicherelement, vorzugsweise
ein Akkumulator, vorgesehen ist.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wassererhitzers
(mit oder ohne aufladbarem Speicherelement) besteht darin, dass
die vom Wandlerelement mit elektrischer Energie versorgte Steuerungs-
und/oder Regelungsvorrichtung eine außen am Wassererhitzer angeordnete Bedienungsanordnung
zur einstellbaren Regulation des Wassererhitzers umfasst, wobei
die Bedienungsanordnung ein Einstellelement umfasst, das durch die
Betätigungsvorrichtung
gebildet ist. Dadurch eröffnet
sich die Möglichkeit
einer Weiterbildung derart, dass die Bedienungsanordnung ein elektrisches
Display umfasst, um – unabhängig vom
Beginn einer Wasserströmung – die Art
und/oder den Wert der mit dem Einstellelement einzustellenden Regulationsgröße mindestens
während
der Dauer des Einstellvorgangs anzuzeigen. Dabei kann das Einstellelement
vorteilhaft durch einen nach beiden Seiten mehrfach oder endlos
drehbaren Drehknopf gebildet sein, wobei die im Display anzuzeigende
Regulationsgröße durch
die im Auslauf des Wassererhitzers gewünschte Wassertemperatur gegeben
ist. Auf diese Weise kann die typischerweise wichtigste Regulationsgröße, die
Auslauf-Wassertemperatur, jederzeit, insbesondere auch vor Aktivierung
des Gasbrenners bzw. des Wasserdurchlaufs, eingestellt (bzw. überprüft) und
angezeigt werden. Der Drehknopf ist dabei so ausgelegt, dass durch
seine manuelle Bedienung mindestens die für den jeweiligen, elektrisch
angezeigten Einstellvorgang erforderliche elektrische Energie erzeugt
wird.
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Das
Wandlerelement ist vorzugsweise durch einen elektrischen Generator
gebildet, wobei eine Mechanik zur Umlenkung der durch die Betätigungsvorrichtung
eingebrachten Kräfte
auf eine Generatorwelle vorgesehen ist. Auch geeignet zur Umsetzung der
eingebrachten mechanischen in elektrische Energie sind piezoelektrische
oder magnetodynamische oder nach dem magnetostriktiven Prinzip arbeitende
Wandler, wobei jedoch, anders als beim Generatorprinzip, gegebenenfalls
weitere Maßnahmen
ergriffen werden müssen,
um die meist in Form von hochenergetischen Pulsen erzeugte elektrische
Energie für
die nachfolgenden Verbrauchervorrichtungen geeignet umzuformen.
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Die
auf der Umwandlung der manuell, insbesondere im Zusammenhang mit
Einstellbetätigungen,
eingebrachten kinetischen Energie beruhende erfindungsgemäße Energieversorgung
für Kontrollvorrichtungen
eines Wassererhitzers kann durch einen zusätzlichen, hydrodynamisch arbeitenden
Generator zur Versorgung weiterer elektrischer Verbraucher im Wassererhitzer
ergänzt
werden. Im Einzelnen kann als geräteeigene Zündenergiequelle ein vom Wandlerelement
unabhängiger
Zündgenerator vorgesehen
sein, der mit einer – bei
Strömung – vom durchlaufenden
Wasser angetriebenen hydraulischen Strömungsmaschine gekuppelt ist.
Die strömungsabhängige Zündenergiequelle
kann während der
Aktivität
des Gasbrenners bzw. während
des Wasserdurchlaufs gegebenenfalls auch zur elektrischen Versorgung
derjenigen Steuerungs- und/oder Regelungsmaßnahmen des Wassererhitzers
bzw. eines seiner Subsysteme herangezogen werden, die über reine
Einstell-, Kontroll- bzw. Anzeigevorgänge hinausgehen und deshalb
auch erheblich mehr elektrische Energie benötigen..
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigt
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1 eine
für eine
erfindungsgemäße Energieversorgung
vorgesehene Anordnung mit einem Wandlerelement und mit einer in
zwei Varianten dargestellten Betätigungsvorrichtung,
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2 ein
Ausführungsbeispiel
mit einer Bedienungsanordnung mit einem erfindungsgemäß betätigbaren
Einstellelement und einem Display zur Regelung des Wassererhitzers.
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1 zeigt
beispielhalber und sehr schematisch eine entweder als Drehknopf 1 oder
als Druckknopf 2 ausgebildete Betätigungsvorrichtung, die über eine
Generatorwelle 3 mit einem Wandlerelement 4 gekoppelt
ist, das als elektrischer Generator ausgebildet ist. Durch die rotatorische
Bewegung am Drehknopf 1 oder durch die translatorische
Bewegung des Druckknopfes 2, jedenfalls durch mechanische
Handbetätigung,
wird kinetische Energie so eingebracht und gegebenenfalls durch
ein Getriebe 5 so umgesetzt, dass eine Rotationsbewegung
der Generatorwelle 3 resultiert. Je nach Art des Betätigungselements 1 bzw. 2 und
abhängig
von der relativen Anordnung der Betätigungsvorrichtung 1 bzw. 2 und
des Generators 4 im bzw. am Durchlauf-Wassererhitzer wird
die manuell eingebrachte mechanische Kraft über Hebel, Getriebe 5 oder Ähnliches
umgeleitet bzw. umgelenkt und so an die Getriebewelle 3 weitergegeben.
Der elektrische Generator 4 kann in üblicher Weise so aufgebaut
sein, dass die Generatorwelle 3 einen drehfest auf ihr
sitzenden Rotor 6 antreibt und dass mindestens eine erste
Statorwicklung 7 vorgesehen ist. Es können auch eine oder mehrere weitere
Statorwicklungen 8 vorhanden sein.
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Dargestellt
in 1 sind ferner die beiden Anschlussklemmen 9 des
Generators 4, die, wie mit der gestrichelten Linie 10 angedeutet,
mit einer Anordnung 11 verbunden sind, die ihrerseits mit
einem Verbraucherelement 12 verbunden ist. Die Anordnung 11 kann
beispielsweise eine unten in 2 näher beschriebene
Bedienungsanordnung zur Kontrolle/Regulation des Wassererhitzers
und weitere Elemente, wie etwa eine Steueranordnung, enthalten und
ist, gegebenenfalls zusammen mit einem oder mehreren Verbraucherelementen 12,
Teil einer Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung des Wassererhitzers.
Die Anordnung 11 weist ein schematisch dargestelltes Speicherelement 13,
vorzugsweise einen Akkumulator, auf, welches mit der vom Generator 4 gelieferten
und nicht unmittelbar, etwa für einen
Einstellvorgang im Stand-by-Modus des Wassererhitzers, verbrauchten
Energie aufladbar ist.
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Die
hier nicht dargestellten Teile und Funktionen des an sich bekannten,
gasbeheizten Wassererhitzers sind in der eingangs genannten
DE 44 15 639 A1 näher beschrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, als geräteeigene Zündenergiequelle
einen vom Wandlerelement unabhängigen
Zündgenerator
vorzusehen, der mit einer – bei
Strömung – vom durchlaufenden
Wasser angetriebenen hydraulischen Strömungsmaschine gekuppelt ist.
Obwohl die elektrische Energie des Zündgenerators vorzugsweise zur
Versorgung der Zündeinrichtung
bzw. zu deren Überwachung
herangezogen wird, kann, wie durch die gestrichelte Linie
14 in
1 angedeutet,
die bei laufendem Wassererhitzer erzeugte Energie auch zur Durchführung laufender Steuerungs-
bzw. Regelungsmaßnahmen
in diesem Betriebsmodus eingesetzt werden.
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2 zeigt
einen Ausschnitt der Oberfläche 15 des
Wassererhitzers mit einer in die Oberfläche eingearbeiteten Bedienungsanordnung,
die einen Drehknopf 16 als Einstellelement und ein elektrisches
Display 17 umfasst. Zusätzlich
können
Tasten 18 für
weitere, elektronisch implementierbare Funktionen, wie z. B. 'Reset', vorgesehen sein.
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Die
Betätigungsvorrichtung
zum Einbringen kinetischer Energie ist in diesem Ausführungsbeispiel
durch das Einstellelement 16 gebildet, welches selbst wiederum
als ein nach beiden Seiten mehrfach oder endlos drehbarer Drehknopf
ausgeführt
ist.
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Im
Beispiel ist die – bei
Strömung – im Auslauf
des Wassererhitzers gewünschte
Wassertemperatur als die im Display 17 anzuzeigende Regulationsgröße gewählt. Sobald
der Nutzer den Drehknopf 16 dreht, wird, wie oben beschrieben,
auch ohne laufenden Wassererhitzer elektrische Energie erzeugt und
bereitgestellt, um die LCD-Anzeige 17 zu aktivieren und
die zu regulierende Wassertemperatur anzuzeigen, bzw. um die eingestellte
Temperatur zu speichern. Das Dekrement des Drehknopfs 16 ist
so ausgelegt, dass die erzeugte und umgewandelte Energie ausreicht,
um das Display während
und beispielsweise noch 5 Sekunden nach Ende des Einstellvorgangs zu
aktivieren. Die Aktivierungszeit des Displays 17 kann zu
Gunsten einer Speicherung von elektrischer Energie im Speicherelement 13 auch
verkürzt
werden. Vorteilhaft ist auch, wenn sich das Display 17 bei Beginn
einer Wasserströmung
von selbst, also bedienungsunabhängig,
aktiviert. Die erforderliche Energie kann dann vom Speicherelement 13 oder
vom Zündgenerator
geliefert werden. Insgesamt resultiert ein höherer Bedienungskomfort für den Endnutzer des
Wassererhitzers.