DE102011013810A1 - Elektronisch geregelter Durchlauferhitzer und Verfahren zum Betrieb eines elektronisch geregelten Durchlauferhitzers - Google Patents

Elektronisch geregelter Durchlauferhitzer und Verfahren zum Betrieb eines elektronisch geregelten Durchlauferhitzers Download PDF

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Abstract

Die Erfindung beschreibt einen elektronisch geregelten Durchlauferhitzer (1) zum Erhitzen von Wasser mit einem Heizkörper (20), der mit einem Halbleiterschalter zur Leistungsvorgabe und von einer Regelung (30) zum Regeln der Leistung angesteuert wird. Es ist ein Differenzdruck-Schalter vorgesehen, der abhängig vom Differenzdruck einen elektrischen Schalter (10) betätigt, wobei der elektrische Schalter (10) dazu ausgelegt ist, den gesamten Heizstrom und den Strom für die Regelung zu schalten. An den elektrischen Schalter (10) sind die Regelung (30) und der Halbleiterschalter angeschlossen, die nur im geschlossenen Zustand des elektrischen Schalters (10) mit Strom versorgt sind, wobei durch den Halbleiterschalter der Heizstrom fließt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Durchlauferhitzers.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektronisch geregelten Durchlauferhitzer zum Erhitzen von Wasser mit einem Heizkörper, der mit einem Halbleiterschalter zur Leistungsvorgabe und von einer Regelung zum Regeln der Leistung angesteuert wird.
  • Aus der DE 43 15 468 C2 geht ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Durchlauferhitzers mit einer Steuerelektronik hervor, die über eine Leistungsschaltung Heizkörper steuert. Weiterhin ist eine elektromechanische Schalteinrichtung vorgesehen, die in ihrem Öffnungszustand die Leistungsschaltung vom Netz trennt und die in ihrem Schließzustand die Leistungsschaltung an das Netz anlegt. An die Steuerelektronik wird ein Signal zur Erfassung des Zapfbetriebs gelegt und bei Beendigung des Zapfbetriebes wird die Leistungsschaltung abgeschaltet und nach einer Pause die elektromechanische Schalteinrichtung geöffnet.
  • Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektronisch geregelten Durchlauferhitzer vorzusehen, der stromsparend arbeitet und bei dem Standby-Verluste reduziert sind. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Durchlauferhitzers vorzusehen.
  • Erfindungsgemäß ist die obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.
  • Danach ist ein Differenzdruck-Schalter vorgesehen, der anhängig vom Differenzdruck einen elektrischen Schalter betätigt, wobei der elektrische Schalter dazu ausgelegt ist, den gesamten Heizstrom und den Strom für die Regelung zu schalten, und an den elektrischen Schalter die Regelung und der Halbleiterschalter angeschlossen sind, die nur im geschlossenen Zustand des elektrischen Schalters mit Strom versorgt sind, wobei durch den Halbleiterschalter der Heizstrom fließt.
  • Dies bedeutet, dass die Stromversorgung des Halbleiterschalters und der Regelung allein davon abhängt, ob der elektrische Schalter geöffnet oder geschlossen ist: Ist der Schalter geschlossen, sind Halbleiterschalter und Regelung mit der Stromversorgung verbunden; ist der Schalter geöffnet, ist die Stromversorgung des Halbleiterschalters und der Regelung unterbrochen. Das Schalten des elektrischen Schalters hängt wiederum vom Differenzdruck ab. Sobald Wasser fließt, wird der Schalter geschlossen. Umgekehrt wird der Schalter geöffnet, wenn kein Wasser (mehr) fließt. Folglich sind Halbleiterschalter und Regelung nur dann mit Strom versorgt, wenn Wasser fließt, wenn also ein Benutzer Wasser am Durchlauferhitzer zapft. Außerhalb eines Zapfvorganges ist der Schalter geöffnet und Halbleiterschalter und Regelung sind stromlos gestellt. Somit werden weder Regelung noch Halbleiterschalter außerhalb eines Zapfvorganges in einem Bereitschaftszustand gehalten. Die Stromversorgung wird erst dann wieder hergestellt, wenn Wasser gezapft wird. Hierdurch ist erreicht, dass Bereitschaftsverluste während eines Standby-Betriebs, also eines Zeitraums, in dem kein Wasser angefordert wird, reduziert sind, da die Regelung und der Halbleiterschalter in dieser Zeit keinen Strom verbrauchen, da sie nicht mit der Stromversorgung verbunden sind.
  • Hierzu ist der Durchlauferhitzer zur Stromversorgung vorzugsweise an ein Stromnetz angschlossen.
  • Vorzugsweise ist an den elektrischen Schalter über eine elektrische Leitung wenigstens ein Heizkörper angeschlossen. Der Heizkörper ist dabei vorzugsweise nur im geschlossenen Zustand des elektrischen Schalters mit der Stromversorgung verbunden. Hierdurch sind Bereitschaftsverluste weiter reduziert, da auch der Heizkörper dann keinen Strom verbraucht, wenn kein Wasser gezapft wird.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Temperatursensor zum Erfassen einer Auslauftemperatur des Wassers vorgesehen. Die Regelung schaltet den Halbleiterschalter so, dass die Leistung des wenigstens einen Heizkörpers ausschließlich in Abhängigkeit von der Auslauftemperatur vorgegeben ist. Hierdurch ist erreicht, dass weitere Messgrößen, wie beispielsweise ein Volumenstrom des Wassers, für die Regelung der Leistung nicht erforderlich sind, so dass einsprechende Sensoren und Auswerteeinheiten nicht benötigt werden.
  • In einem Verfahren zum Betrieb eines elektronisch geregelten Durchlauferhitzers zum Erhitzen von Wasser mit einem Heizkörper, der mit einem Halbleiterschalter zur Leistungsvorgabe und von einer Regelung zum Regeln der Leistung angesteuert wird. wird abhängig vom Differenzdruck eines elektrischen Schalters die gesamte Stromversorgung des Durchlauferhitzers eingeschaltet. Bei geschlossenem Schalter sind die Regelung und der Halbleiterschalter mit der Stromversorgung verbunden und die Regelung schaltet den Halbleiterschalter entsprechend einer Temperatur-Sollwertvorgabe ein und aus, damit die Auslauftemperatur die Sollwertvorgabe in etwa erreicht. Dadurch sind der Halbleiterschalter und die Regelung nur dann mit der Stromversorgung verbunden, wenn Wasser gezapft wird, da dann der Differenzdruckschalter geschlossen ist, wodurch Bereitschaftsverluste reduziert sind. Die Stromversorgung des Halbleiterschalters und der Regelung hängt allein davon ab, ob der elektrische Schalter geöffnet oder geschlossen ist: Ist der Schalter geschlossen, sind Halbleiterschalter und Regelung mit der Stromversorgung verbunden; ist der Schalter geöffnet, ist die Stromversorgung des Halbleiterschalters und der Regelung unterbrochen. Das Schalten des elektrischen Schalters hängt wiederum vom Differenzdruck ab. Sobald Wasser fließt, wird der Schalter geschlossen. Umgekehrt wird der Schalter geöffnet, wenn kein Wasser (mehr) fließt. Folglich sind Halbleiterschalter und Regelung nur dann mit Strom versorgt, wenn Wasser fließt, wenn also ein Benutzer Wasser am Durchlauferhitzer zapft. Außerhalb eines Zapfvorganges ist der Schalter geöffnet und Halbleiterschalter und Regelung sind stromlos gestellt. Somit werden weder Regelung noch Halbleiterschalter außerhalb eines Zapfvorganges in einem Bereitschaftszustand gehalten. Die Stromversorgung wird erst dann wieder hergestellt, wenn Wasser gezapft wird. Hierdurch ist erreicht, dass Bereitschaftsverluste während eines Standby-Betriebs, also eines Zeitraums, in dem kein Wasser angefordert wird, reduziert sind, da die Regelung und der Halbleiterschalter in dieser Zeit keinen Strom verbrauchen, da sie nicht mit der Stromversorgung verbunden sind.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird wenigstens ein Heizkörper, der an den elektrischen Schalter angeschlossen ist, durch Schließen des Schalters mit der Stromversorgung verbunden. Hierdurch sind Bereitschaftsverluste weiter reduziert, da auch der Heizkörper dann keinen Strom verbraucht, wenn kein Wasser gezapft wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfasst ein Temperatursensor eine Auslauftemperatur des Wassers. Die Regelung regelt dabei die Leistung des wenigstens einen Heizkörpers ausschließlich in Abhängigkeit von der Auslauftemperatur, wodurch erreicht ist, dass weitere Messgrößen, wie beispielsweise ein Volumenstrom des Wassers, für die Regelung der Leistung nicht erforderlich sind, so dass einsprechende Sensoren und Auswerteeinheiten nicht benötigt werden.
  • In der Zeichnung zeigen
  • 1 ein Schaltbild in einem Ausführungsbeispiel
  • 2 einen Ausschnitt eines Durchlauferhitzers in einem Ausführungsbeispiel
  • In 1 ist ein Schaltbild eines Durchlauferhitzers in einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Durchlauferhitzer weist einen Heizkörper 20 und eine elektronische Regelung 30 mit wenigstens einem nicht näher dargestellten Halbleiterschalter auf. Die Regelung 30 schaltet den Halbleiterschalter entsprechend einer Temperatursollwertvorgabe ein und aus, damit die Auslauftemperatur, die mittels eines Temperatursensor 50 erfasst wird, die Sollwertvorgabe erreicht. Weiterhin ist ein elektrischer Schalter 10 vorgesehen, der die Stromversorgung 40 der Regelung 30 und des Halbleiterschalters herstellt oder unterbricht. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Schalter 10 geöffnet, so dass die Regelung 30 und der Halbleiterschalter nicht mit der Stromversorgung 40 verbunden sind und daher keinen Strom verbrauchen. Die Öffnung- und Schließstellung des Schalters 10 hängt davon ab, ob Wasser gezapft wird oder nicht. Wird an einem Durchflusssensor 60 eine Druckdifferenz festgestellt, weil beispielsweise ein Schwellwert überschritten wird, weil ein Benutzer Wasser zapft, wird der Schalter 10 geschlossen und die Regelung 30, der Halbleiterschalter und die Heizkörper 20 werden mit der Stromversorgung 40 verbunden. Wird an dem Durchflusssensor 60 eine anschließend eine Druckdifferenz dahingehend festgestellt, dass ein Schwellwert unterschritten wird, weil der Zapfvorgang beendet ist, wird der Schalter 10 geöffnet und die Regelung 30, der Halbleiterschalter und die Heizkörper 20 von der Stromversorgung getrennt, so dass sie in diesem Zustand keinen Strom verbrauchen. Ferner ist ein Druckabschalter 70 vorgesehen, der eine Sicherheitsabschaltung vornimmt und die Regelung 30, den Halbleiterschalter und die Heizkörper 20 von der Stromversorgung trennt, wenn der Druck einen zulässigen Schwellwert überschreitet.
  • 2 zeigt einen Ausschnitt eines Durchlauferhitzers 1 in einem Ausführungsbeispiel. Der Durchlauferhitzer weist einen Wasserführungskörper 90 mit Kanälen 91. In einigen Kanälen sind nicht näher dargestellte Heizkörper angeordnet, die über Anschlussbolzen 92 mit einer Platine 80 verbunden sind. Die Leistung der Heizkörper wird mittels eines nicht näher dargestellten Halbleiterschalters vorgegeben. Der Halbleiterschalter ist über eine Verbindung 81 mit der Platine 80 verbunden. Weiterhin ist ein Differenzdruckschalter 10 mit Kontaktnieten 11, mit einem Kontaktbogen 12, einer Schaltwippe 13 und Kontaktfedern 14 vorgesehen. Der Differenzdruckschalter 13 stellt die Stromversorgung von Heizkörper, Halbleiterschalter und nicht näher dargestellter Regelung her, in dem er im Bereich der Kontaktnieten 11 die Verbindung zur Platine 80 schließt und unterbricht die Stromversorgung, wenn die Verbindung zur Platine 80 im Bereich der Kontaktnieten 11 unterbrochen ist. Die Stromversorgung von Heizkörper, Regelung und Halbleiterschalter ist abhängig vom Differenzdruck, wie bereits zur 1 ausgeführt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 4315468 C2 [0002]

Claims (6)

  1. Elektronisch geregelter Durchlauferhitzer (1) zum Erhitzen von Wasser mit einem Heizkörper (20), der mit einem Halbleiterschalter zur Leistungsvorgabe und von einer Regelung (30) zum Regeln der Leistung angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Differenzdruck-Schalter vorgesehen ist, der abhängig vom Differenzdruck einen elektrischen Schalter (10) betätigt, wobei der elektrische Schalter (10) dazu ausgelegt ist, den gesamten Heizstrom und den Strom für die Regelung zu schalten, und an den elektrischen Schalter (10) die Regelung (30) und der Halbleiterschalter angeschlossen sind, die nur im geschlossenen Zustand des elektrischen Schalters (10) mit Strom versorgt sind, wobei durch den Halbleiterschalter der Heizstrom fließt.
  2. Durchlauferhitzer 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den elektrischen Schalter (10) über eine elektrische Leitung wenigstens ein Heizkörper (20) angeschlossen ist und der Heizkörper (20) nur im geschlossenen Zustand des elektrischen Schalters (10) mit der Stromversorgung verbunden ist.
  3. Durchlauferhitzer 1 nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (50) zum Erfassen einer Auslauftemperatur des Wassers vorgesehen ist, wobei die Regelung (30) den Halbleiterschalter so schaltet, dass die Leistung des wenigstens einen Heizkörpers (20) ausschließlich in Abhängigkeit von der Auslauftemperatur vorgegeben ist.
  4. Verfahren zum Betrieb eines elektronisch geregelten Durchlauferhitzers 1 zum Erhitzen von Wasser mit einem Heizkörper (20), der mit einem Halbleiterschalter zur Leistungsvorgabe und von einer Regelung (30) zum Regeln der Leistung angesteuert wird, enthaltend den Verfahrensschritt, dass abhängig vom Differenzdruck eines elektrischen Schalters (10) die gesamte Stromversorgung (40) des Durchlauferhitzers 1 eingeschaltet wird, dass bei geschlossenem Schalter (10) die Regelung (30) und der Halbleiterschalter mit der Stromversorgung (40) verbunden sind und dass die Regelung (30) den Halbleiterschalter entsprechend einer Temperatur-Sollwertvorgabe ein- und ausschaltet, damit die Auslauftemperatur die Sollwertvorgabe in etwa erreicht.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, enthaltend den Verfahrensschritt, dass wenigstens ein Heizkörper (20), der an den elektrischen Schalter (10) angeschlossen ist, durch Schließen des Schalters (10) mit der Stromversorgung (40) verbunden wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, enthaltend den Verfahrensschritt, dass ein Temperatursensor (50) eine Auslauftemperatur des Wassers erfasst, wobei die Regelung (30) die Leistung des wenigstens einen Heizkörpers (20) ausschließlich in Abhängigkeit von der Auslauftemperatur regelt.
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