DE102005021238A1

DE102005021238A1 - Verfahren zum thermostatischen Durchlauferhitzen von unkontinuierlichen Stoffströmen

Info

Publication number: DE102005021238A1
Application number: DE102005021238A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Weis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2006-11-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zuverlässig arbeitendes Verfahren für das thermostatische Durchlauferhitzen von unkontinuierlichen Stoffströmen. DOLLAR A Das wird dadurch erreicht, dass bei Anwendung der thermostatischen Induktion entlang der Durchlaufstrecke die in die Behälterwand induzierte Leistung nach der Differenz zwischen Isttemperatur und Curietemperatur der ferromagnetischen Behälterschicht selbsttätig geregelt wird, so dass spätestens am Ablauf der Stoff auf die Curietemperatur/Thermostattemperatur erwärmt ist und die dort induzierte Wärmeleistung gerade der Leerlaufleistung entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermostatischen Durchlauferhitzen unkontinuierlicher Stoffströme, das z. B. im Haushalt, in der Nahrungsmittelindustrie und in der Chemieindustrie anwendbar ist.
Durchlauferhitzer mit Thermostatfunktion arbeiten nur zuverlässig, wenn der Stoffstrom pro Zeiteinheit und die Eingangstemperatur konstant sind oder nur geringfügig schwanken. Ändert sich der Stoffstrom und/oder die Eingangstemperatur pro Zeiteinheit, so ist eine Thermostatfunktion nur mit einer entsprechenden Regelung der Wärmeleistung bzw. der Durchflussmenge des Durchlauferhitzers zu realisieren.

In der DE 38 05 441 A1 ist ein Durchlauferhitzer beschrieben, der über eine elektronische Steuereinrichtung mittels mehrerer Leistungsstufen die elektrische Leistung den variablen Parametern anpasst. Das geschieht aber relativ ungenau – entsprechend der Leistungsstufen.

Die DE 40 34 635 A1 beschreibt einen Durchlauferhitzer, der ebenfalls mit mehreren Heizleistungsstufen arbeitet. Ein im Auslauf angeordnetes Thermostatventil steuert zusätzlich den Wasserdurchfluss durch einen Bypass, der parallel zum Heizblock liegt.

Die DE 40 17 695 A1 beschreibt einen Durchlauferhitzer, bei dem bei konstanter Leistung die Auslauftemperatur dadurch konstant gehalten wird, dass ein von einem Regelkreis angesteuertes Regelventil im Zulauf die Durchflussmenge regelt.

Alle derartigen Lösungen haben den Nachteil, dass sie wegen des sehr hohen elektronischen und technischen Aufwands teuer sind und dass sie ihre Zuverlässigkeit mit einem erhöhtem Wartungsaufwand erkaufen. Außer dem gleichen sie Unkontinuitäten bezüglich Durchsatz und Eingangstemperatur nur ungenügend aus.

Nach DE 102 57 290 A1 ist ein Thermostatprinzip bekannt, bei dem bei induktiver Erwärmung eine definierte Materialpaarung zum Einsatz kommt. Aus diesem Schutzrecht ist nicht erkennbar, wie die Leistungsübertragung in Abhängigkeit von der Thermostattemperatur erfolgt.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, mit geringem technischen Aufwand ein zuverlässig arbeitendes Verfahren für das thermostatische Durchlauferhitzen von unkontinuierlichen Stoffströmen zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird das dadurch realisiert, dass zum Erwärmen die thermostatische Induktionserwärmung nach DE 102 57 290 A1 angewendet wird. Danach erwärmen die in den entlang der Durchlaufstrecke angeordneten Induktionsspulen fließende hochfrequente Wechselströme die zweischichtige Behälterwand. Erreicht die der Induktionsspule zugewandte ferromagnetische Schicht ihre Curietemperatur, so werden die induzierten Wirbelströme auch auf der dem Stoff zugewandten gut elektrisch leitenden Schicht wirksam, was zu keiner weiteren Erwärmung führt.

Es konnte gefunden werden, dass die thermostatische Induktionserwärmung auf der induktiven Ankoppelbarkeit der zu übertragenden Leistung in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen der Curietemperatur und der Isttemperatur der ferromagnetischen Behälterschicht basiert. Am Einlauf wird sehr viel Wärme von der Behälterwand abgeführt und somit ist Temperaturdifferenz und die anzukoppelnde Induktionsleistung sehr groß. Bei richtiger Dimensionierung der zu installierenden Gesamtleistung, der Länge der Durchlaufstrecke und der Spulenanordnung ist bei größtem Stoffstrom pro Zeiteinheit und bei minimaler Zulauftemperatur keine Temperaturdifferenz am Auslauf vorhanden. Anderenfalls wird bei geringen Stoffströmen und höheren Zulauftemperaturen die Thermostattemperatur bereits mitten in der Durchlaufstrecke erreicht.

Das Verfahren ermöglicht ohne großem technischen Aufwand und ohne mechanisch bewegte Teile, wie z. B. Schalter oder Regelventile, eine durchsatzunabhängige, temperaturunabhängige und zuverlässig arbeitende Durchlauferhitzung.

Vorsorglich wird hiermit ausdrücklich darauf verwiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung auch dann nicht verlassen wird, wenn zusätzlich zu diesem Verfahren, das auf eine Thermostattemperatur ausgerichtet ist, Medien mit anderen Temperaturen einfach zugemischt werden, um anders gewollte Temperaturen zu erreichen. Beispielsweise gilt das für den Wasserdurchlauferhitzer im Haushalt, der erfindungsgemäß durchsatzunabhängig und temperaturunabhängig das Wasser auf eine Thermostattemperatur erwärmt und dem z. B. für das Duschen in einer Mischbatterie Kaltwasser zugemischt wird.

Claims

Verfahren zum thermostatischen Durchlauferhitzen von unkontinuierlichen Stoffströmen, insbesondere von Flüssigkeiten und Gasen, deren Durchlaufmengen und Zulauftemperaturen variabel sein können und bei dem zum Erwärmen die thermostatische Induktionserwärmung angewendet wird, indem entlang der Durchlaufstrecke angeordnete Induktionsspulen mittels hochfrequenter Wechselströme die zweischichtige Behälterwand bis auf die Curietemperatur der ferromagnetischen Schicht erwärmen, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Behälterwand induzierte Leistung nach der Differenz zwischen Isttemperatur und Curietemperatur der ferromagnetischen Behälterschicht selbsttätig geregelt wird, so dass spätestens am Ablauf der Stoff auf die Curietemperatur/Thermostattemperatur erwärmt ist und die dort induzierte Wärmeleistung gerade der Leerlaufleistung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung mit einer über die Durchlaufstrecke installierten, auf die maximale Durchlaufmenge bei minimaler Zulauftemperatur gerichteten, elektrischen Gesamtleistung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Stoffes entlang der Durchlaufstrecke, deren Länge auf die Thermostattemperatur ausgelegt ist, sicher erfolgt.