DE102012011399B4

DE102012011399B4 - Device for heating water, in particular for lines in animal drinkers

Info

Publication number: DE102012011399B4
Application number: DE102012011399.4A
Authority: DE
Inventors: Jörg Haiges
Original assignee: Suevia Haiges GmbH
Current assignee: Suevia Haiges GmbH
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2032-06-09
Also published as: DE102012011399A1

Abstract

Vorrichtung zur Wassererwärmung, insbesondere für Leitungen bei Tiertränken, mit einem ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium enthaltenden Behälter (2), in dem sich eine Teillänge (12) der Leitung für das zu erwärmende Wasser und zumindest ein Heizelement (24, 26) zur Erwärmung des Wärmeübertragungsmediums befinden, dadurch gekennzeichnet, dass ein kalkfreies Wärmeübertragungsmedium, vorzugsweise entkalktes oder destilliertes Wasser, vorgesehen ist.Device for heating water, in particular for lines in animal drinkers, with a container (2) containing a liquid heat transfer medium, in which there is a partial length (12) of the line for the water to be heated and at least one heating element (24, 26) for heating the heat transfer medium , characterized in that a lime-free heat transfer medium, preferably decalcified or distilled water, is provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wassererwärmung, insbesondere für Leitungen bei Tiertränken, mit einem ein flüssiges Wärmeübertragungsmedium enthaltenden Behälter, in dem sich eine Teillänge der Leitung für das zu erwärmende Wasser und zumindest ein elektrisch betätigbares Heizelement zur Erwärmung des Wärmeübertragungsmediums befinden.The invention relates to a device for heating water, in particular for lines in animal drinkers, with a container containing a liquid heat transfer medium, in which there is a partial length of the line for the water to be heated and at least one electrically operable heating element for heating the heat transfer medium.

Vorrichtungen dieser Art sind Stand der Technik. Beispielsweise offenbart das Dokument DE 20 2011 103 650 U1 eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung für die Wassererwärmung bei Tiertränken und bei Leitungen in Tierstallungen. Derartige Vorrichtungen können für Tiertränken zum Einsatz kommen, die sich an winterlichen Witterungseinflüssen ausgesetzten Orten befinden, beispielsweise bei Tränken für Tiere in Außenklima-Stallungen. Auch lassen sich solche Vorrichtungen als Heizgerät zum Frostfreihalten von Leitungssystemen benutzen, die bei Außenklima-Stallungen für die Wasserversorgung von Tiertränken vorgesehen sind.Devices of this type are state of the art. For example, the document discloses DE 20 2011 103 650 U1 a device of the type mentioned for water heating in animal drinkers and in pipes in animal stalls. Devices of this type can be used for animal drinking troughs which are located in locations exposed to winter weather conditions, for example in drinking troughs for animals in outdoor climate stables. Such devices can also be used as a heating device for keeping pipe systems free of frost, which are provided in outdoor climate stables for the water supply of animal drinkers.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung der in Betracht stehenden Art zur Verfügung zu stellen, die sich bei einem Mindestmaß an erforderlichem Steuerungsaufwand durch eine hohe Betriebssicherheit auszeichnet.Starting from this prior art, the object of the invention is to provide a device of the type in question which is characterized by a high level of operational reliability with a minimum of required control effort.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.According to a first aspect of the invention, this object is achieved by a device which has the features of claim 1 in its entirety.

Demgemäß besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass für den Wärmeübergang zwischen dem jeweiligen Heizelement und dem in der betreffenden Leitung befindlichen, zu erwärmenden Wasser ein kalkfreies Wärmeübertragungsmedium vorgesehen ist, vorzugsweise entkalktes oder destilliertes Wasser. Bei der Leistungsregelung der jeweiligen Heizelemente braucht daher nicht darauf geachtet zu werden, dass an den Heizstäben der für Kalkansatz kritische Temperaturwert von 55°C nicht überschritten wird. Weil zeitweilige Überschreitungen dieses Temperaturwertes zulässig sind, kann beispielsweise für elektrisch betreibbare Heizelemente eine einfache Ein/Aus-Steuerung vorgesehen sein, die die Energieversorgung der Heizelemente nach Maßgabe des jeweils erforderlichen Wärmeeintrags in das System steuert. Selbst Heizelemente, die gegen Kalkansatz empfindlich sind, können mit hoher Leistung sicher betrieben werden. Für das zugeordnete System sind dadurch hohe Wärmeleistungen und schnelle Reaktionsfähigkeit bei stark wechselndem Wärmebedarf realisierbar.Accordingly, an essential special feature of the invention is that a lime-free heat transfer medium, preferably decalcified or distilled water, is provided for the heat transfer between the respective heating element and the water to be heated located in the relevant line. When regulating the output of the respective heating elements, it is therefore not necessary to ensure that the temperature value of 55 ° C, which is critical for lime deposits, is not exceeded on the heating rods. Because temporary exceeding of this temperature value is permissible, a simple on / off control can be provided, for example, for electrically operable heating elements, which controls the energy supply of the heating elements in accordance with the required heat input into the system. Even heating elements that are sensitive to limescale can be operated safely with high performance. For the assigned system, high heat outputs and quick responsiveness with a rapidly changing heat requirement can be achieved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist diese Aufgabe auch durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst, wobei die Vorrichtung sich dadurch auszeichnet, dass der Behälter, in dem sich eine Teillänge der Leitung für das zu erwärmende Wasser in Form eines Wickels eines Rohres befindet, die Form eines Topfes besitzt und wobei sich die Windungen des Wickels in einem Abstand sowohl von der Seitenwand des Topfes als auch vom Topfboden als auch vom oberen Ende des Topfes befinden. Diese zentrierte Anordnung des Rohrwickels mit den Abständen gegenüber den Wandungen, insbesondere was den Abstand zum Topfboden betrifft, begünstigt die Konvektion und damit die Effizienz des Wärmeüberganges vom Wärmeübertragungsmedium auf das Tränkewasser, so dass eine hohe Wärmeleistung der Vorrichtung erreichbar ist.According to a further aspect of the invention, this object is also achieved by a device with the features of claim 2, the device being characterized in that the container in which there is a partial length of the line for the water to be heated in the form of a coil of a tube is in the form of a pot and the turns of the winding are at a distance both from the side wall of the pot and from the bottom of the pot and from the top of the pot. This centered arrangement of the tube roll with the distances from the walls, in particular as far as the distance from the bottom of the pot is concerned, promotes convection and thus the efficiency of heat transfer from the heat transfer medium to the drinking water, so that a high thermal output of the device can be achieved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung entsprechend dem Patentanspruch 3 zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass der Behälter die Form eines kreiszylindrischen Topfes besitzt, innerhalb dessen zur Bildung eines Zwischenraums gegenüber der Seitenwand und gegenüber dem Boden des Topfes ein zur Zylinderachse konzentrisch angeordneter, das Wärmeübertragungsmedium enthaltender Hauptraum gebildet ist, der sich vom oberen Ende her gegen den Topfboden hin leicht konisch verjüngt. Diese doppelwandige Bauweise des Behälters mit innerhalb des Topfes von dessen Außenseite abgesetztem, inneren Hauptraum, der die Heizzone oder Wärmeübertragungszone bildet, führt zu einer Verringerung der Wärmeverluste nach außen, begünstigt durch die leicht konische Form des Hauptraumes, durch die der Zwischenraum in Bodennähe des Topfes relativ vergrößert ist und sich dadurch eine verbesserte Isolationswirkung ergibt.According to a further aspect of the invention according to claim 3, the invention is characterized in that the container has the shape of a circular cylindrical pot, within which to form an intermediate space opposite the side wall and opposite the bottom of the pot, the heat transfer medium is arranged concentrically to the cylinder axis containing main room is formed, which tapers slightly conically from the top towards the bottom of the pot. This double-walled construction of the container with the inner main space separated from the outside of the pot, which forms the heating zone or heat transfer zone, leads to a reduction in heat losses to the outside, favored by the slightly conical shape of the main space, by which the space near the bottom of the pot is relatively enlarged and this results in an improved insulation effect.

Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass sich in dem im Topf gebildeten Zwischenraum ein Isoliermedium, vorzugsweise Luft oder zusätzlich oder alternativ hierzu, ein wärmeisolierendes Dämmmaterial befindet. Durch die so gebildete Wärmeisolation gegenüber der Umgebung lässt sich die Vorrichtung nicht nur als eine Art Durchlauferhitzer betreiben, sondern kann auch als verlustarmer Wärmespeicher dienen, der, insbesondere bei einem ausreichend großen Volumen des im Behälter befindlichen, wärmeübertragenden Zwischenmediums, als Wärmepuffer bei wechselndem Wärmebedarf wirksam ist.The arrangement can be made with particular advantage such that an insulating medium, preferably air, or additionally or alternatively, a heat-insulating material is located in the space formed in the pot. Due to the thermal insulation from the environment thus formed, the device can not only be operated as a type of instantaneous water heater, but can also serve as a low-loss heat accumulator, which, in particular with a sufficiently large volume of the heat-transfer intermediate medium in the container, is effective as a heat buffer for changing heat requirements is.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist das jeweilige Heizelement einen Heizstab auf, der sich, vom oberen Ende des Topfes ausgehend, durch das Innere des Wickels hindurch zumindest bis zu dessen unterem Ende und vorzugsweise über dieses hinaus erstreckt.In particularly advantageous exemplary embodiments, the respective heating element has a heating rod which, starting from the upper end of the pot, extends through the interior of the winding at least to its lower end and preferably beyond it.

Hinsichtlich der Anordnung der Heizelemente kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass der Topf am oberen Ende durch eine Anschlussplatte geschlossen ist und dass Heizelemente in Form von an der Anschlussplatte angebrachten Einschraubheizkörpern vorgesehen sind. With regard to the arrangement of the heating elements, the arrangement can advantageously be such that the pot is closed at the upper end by a connecting plate and that heating elements are provided in the form of screw-in heating elements attached to the connecting plate.

Mit besonderem Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass für die Steuerung der Leistung des jeweiligen Heizelements ein die Temperatur des im Topf ankommenden Wassers erkennender Rücklauftemperatursensor vorgesehen ist.The arrangement can be made with particular advantage such that a return temperature sensor which detects the temperature of the water arriving in the pot is provided for controlling the output of the respective heating element.

Bei Ausführungsbeispielen, bei denen mehr als ein Heizelement vorhanden ist, kann für deren Steuerung jeweils ein eigener Rücklauftemperatursensor vorgesehen sein.In embodiments in which there is more than one heating element, a separate return temperature sensor can be provided for controlling each of them.

Als Sicherungseinrichtung kann außerdem ein die Temperatur des im Behälter befindlichen Wärmeübertragungsmediums erkennender Sensor vorgesehen sein.A sensor that detects the temperature of the heat transfer medium located in the container can also be provided as a safety device.

An der Oberseite der Anschlussplatte des Topfes können verteilt angeordnete Stützen vorgesehen sein, die oberhalb der Ebene der Anschlussplatte verlaufende Anlageflächen bilden. Diese Stützen können beispielsweise als Abstandhalter für eine Abdeckung oberhalb der an der Anschlussplatte befindlichen Armaturen dienen.Distributed supports can be provided on the top of the connection plate of the pot, which form contact surfaces running above the level of the connection plate. These supports can serve, for example, as spacers for a cover above the fittings located on the connection plate.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Anordnung so getroffen sein, dass die im Behälter befindliche Teillänge der Leitung Bestandteil einer Ringleitung in Tierställen ist. Mittels eines so frostgeschützten Leitungssystems lassen sich in Außenklima-Stallungen Tiere auch bei unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperaturen zuverlässig mit Wasser versorgen.In a particularly advantageous manner, the arrangement can be such that the partial length of the line located in the container is part of a ring line in animal stalls. With such a frost-protected pipe system, animals can be reliably supplied with water in outdoor climate stables even at temperatures below freezing.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.The invention is explained in detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing.

Es zeigen:

1 einen stark schematisch vereinfacht gezeichneten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
2 eine stark schematisch vereinfachte perspektivische Schrägansicht des Ausführungsbeispiels.

Show it:

1 a very schematically simplified longitudinal section of the embodiment of the device according to the invention and
2nd a highly schematically simplified perspective oblique view of the embodiment.

Die Vorrichtung weist einen Behälter in Form eines kreiszylinderförmigen Topfes 2 auf, der aus Kunststoff oder aus einem korrosionsbeständigen, metallischen Werkstoff, beispielsweise Edelstahl, besteht. Das in 1 oben liegende, offene Topfende ist durch eine Anschlussplatte 4 abgeschlossen. Wie 1 zeigt, ist der Topf 2 doppelwandig ausgebildet, mit einem inneren Hauptraum 6, der sich von der Anschlussplatte 4 bis in die Nähe des Topfbodens 8 erstreckt und einen Großteil der Breite des Topfes 2 einnimmt. Seitlich des Hauptraumes 6 und entlang des Topfbodens 8 ist so ein Zwischenraum 10 gebildet, der ein wärmeisolierendes Medium enthält, im vorliegenden Fall Luft. Der zur Zylinderachse des Topfes 2 konzentrische Hauptraum 6 ist vom oberen Ende gegen den Topfboden 8 hin leicht konisch verjüngt. Der Hauptraum 6 ist mit einem Wärmeübertragungsmedium befüllt, im vorliegenden Fall mit destilliertem Wasser. Innerhalb des Hauptraumes 6 befindet sich eine Teillänge einer Leitung, die von dem zu erwärmenden Wasser durchströmt wird, wobei diese Teillänge die Form eines Leitungswickels 12 besitzt, der im Hauptraum 6 konzentrisch zur Topflängsachse angeordnet ist und wobei sich die Windungen sowohl im Abstand vom oberen Ende des Hauptraumes 6 als auch von der Wand 14 und auch vom Boden des Hauptraumes 6 befinden. Durch die Konizität des Hauptraumes 6 ist der Abstand der Windungen des Wickels 12 von der Seitenwand 14 in Bodennähe auch geringer als im oberen Bereich des Wickels 12. Zulaufseitiges und rücklaufseitiges Ende des Wickels 12 erstrecken sich durch die Anschlussplatte 4. Bei der Darstellung von 2 sind sowohl ein Zulaufanschluss 18 als auch ein Rücklaufanschluss 16 des Wickels 12 sichtbar, während bei der in 1 gezeigten Drehposition lediglich der Rücklaufanschluss 16 sichtbar ist. In der bei derartigen Vorrichtungen üblichen Weise ist, was in der Zeichnung nicht dargestellt ist, am Leitungsabschnitt zum Zulaufanschluss 18 ein Rücklauftemperatursensor vorgesehen, der die Temperatur des den Topf 2 erreichenden Rücklaufwassers erkennt. Im Bereich zwischen Rücklaufanschluss 16 und Zulaufanschluss 18 erstreckt sich ein Füllstandssensor 20 in den Hauptraum 6. Der Leitungswickel 12 ist aus einem Metallrohr, vorzugsweise aus einem EdelstahlWellrohr gebildet.The device has a container in the form of a circular cylindrical pot 2nd on, which consists of plastic or a corrosion-resistant, metallic material, such as stainless steel. This in 1 The top, open pot end is through a connection plate 4th completed. How 1 shows is the pot 2nd double-walled, with an inner main room 6 extending from the connection plate 4th right up to the bottom of the pot 8th extends and much of the width of the pot 2nd occupies. To the side of the main room 6 and along the bottom of the pot 8th is such a space 10th formed, which contains a heat insulating medium, in the present case air. That to the cylinder axis of the pot 2nd concentric main room 6 is from the top against the bottom of the pot 8th slightly tapered. The main room 6 is filled with a heat transfer medium, in the present case with distilled water. Inside the main room 6 there is a partial length of a line through which the water to be heated flows, this partial length being in the form of a line coil 12th owns that in the main room 6 is arranged concentrically to the long axis of the pot and the turns are both at a distance from the upper end of the main space 6 from the wall as well 14 and also from the floor of the main room 6 are located. Because of the taper of the main room 6 is the distance between the turns of the winding 12th from the side wall 14 near the ground also less than in the upper area of the wrap 12th . Inlet and return end of the wrap 12th extend through the connection plate 4th . When representing 2nd are both an inlet connection 18th as well as a return connection 16 of the wrap 12th visible while at the in 1 shown rotational position only the return connection 16 is visible. In the usual way with such devices, what is not shown in the drawing is on the line section to the inlet connection 18th a return temperature sensor is provided that measures the temperature of the pot 2nd reaching the return water. In the area between the return connection 16 and inlet connection 18th extends a level sensor 20 in the main room 6 . The cable wrap 12th is made of a metal tube, preferably a corrugated stainless steel tube.

In den Raum zwischen den Windungen des Wickels 12 erstrecken sich die jeweiligen Heizstäbe 22 zweier mit der Anschlussplatte 4 verschraubter Einschraubheizkörper 24 und 26, von denen in 1 lediglich der vorn liegende Heizkörper 24 sichtbar ist. Wie 1 zeigt, erstrecken sich die Heizstäbe 22, in einer gemeinsamen Zentralebene liegend, durch den Rohrwickel 12 hindurch und über dessen unteres Ende hinaus. In den Hauptraum 6 erstreckt sich ein Temperatursensor 28, der in die Anschlussplatte 4 eingeschraubt ist und als Sicherheitseinrichtung dient, die eine Überhitzung des Mediums im Hauptraum 6 vermeiden soll. Stützen 32, die sich von der Oberseite der Anschlussplatte 4 erstrecken, können als Abstandhalter oder als Befestigungsstellen dienen oder das Aufeinanderstapeln mehrerer Töpfe 2 ermöglichen, wenn für größere Systeme mehrere Erwärmungsvorrichtungen vorgesehen sind.In the space between the turns of the wrap 12th the respective heating rods extend 22 two with the connection plate 4th screwed screw-in heater 24th and 26 , of which in 1 only the radiator in front 24th is visible. How 1 shows, the heating rods extend 22 , lying in a common central plane, through the tube winding 12th through and beyond its lower end. In the main room 6 extends a temperature sensor 28 that in the connection plate 4th is screwed in and serves as a safety device that prevents the medium from overheating in the main room 6 should avoid. Support 32 extending from the top of the sub-base 4th extend, can serve as spacers or as attachment points or stacking several pots 2nd allow if multiple heaters are provided for larger systems.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Topf 2 aus einem Kunststoffmaterial einteilig geformt. Die Anschlussplatte 4, die ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial oder aus Metall besteht, weist an der dem oberen Rand des Topfes 2 zugewandten Unterseite eine Ringfläche 33 für die Anbringung am Topfrand 34 auf. Innerhalb der Ringfläche 33 bildet die Anschlussplatte 4 an ihrer Unterseite einen kreisrunden Ansatz 36, der in die Öffnung des Hauptraumes 6 passend geringfügig vorspringt.In the embodiment shown in the drawing, the pot 2nd molded in one piece from a plastic material. The connection plate 4th , which is also made of a plastic material or metal, points to the top of the pot 2nd underside facing an annular surface 33 for attachment to the edge of the pot 34 on. Within the ring area 33 forms the connection plate 4th a circular base on the underside 36 that in the opening of the main room 6 protrudes slightly.

Claims

Device for heating water, in particular for lines in animal drinkers, with a container (2) containing a liquid heat transfer medium, in which there is a partial length (12) of the line for the water to be heated and at least one heating element (24, 26) for heating the heat transfer medium , characterized in that a lime-free heat transfer medium, preferably decalcified or distilled water, is provided.

Device for heating water, in particular for lines in animal drinkers, with a container (2) containing a liquid heat transfer medium, in which there is a partial length of the line for the water to be heated in the form of a coil (12) of a tube and at least one heating element (24, 26 ) for heating the heat transfer medium, characterized in that the container has the shape of a pot (2) and that the turns of the winding (12) are at a distance from both the side wall of the pot (2) and from the pot bottom (8) as well as from the top of the pot (2).

Device for heating water, in particular for lines in animal drinkers, with a container (2) containing a liquid heat transfer medium, in which there is a partial length (12) of the line for the water to be heated and at least one heating element (24, 26) for heating the heat transfer medium , characterized in that the container has the shape of a circular cylindrical pot (2), within which to form an intermediate space (10) opposite the side wall and opposite the bottom (8) of the pot (2) a concentric to the cylinder axis containing the heat transfer medium Main room (6) is formed, which tapers slightly conically from the upper end towards the pot bottom (8), and that the partial length (12) of the line is at a distance from all walls (14) of the main room (6).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that an insulating medium, preferably air, is located in the space (10) formed in the pot (2).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the respective heating element has a heating element (22) which, starting from the upper end of the pot (2), extends through the interior of the winding (12) at least to its lower end and preferably extends beyond this.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pot (2) is closed at the upper end by a connecting plate (4) and that heating elements in the form of screw-in heating elements (24, 26) attached to the connecting plate (4) are provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a return temperature sensor which detects the temperature of the water arriving in the pot (2) is provided for controlling the output of the respective heating element (24, 26).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that more than one heating element (24, 26) and for their control a separate return temperature sensor are provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a fill level sensor (20) is provided which extends from the connection plate (4) into the interior of the main room (6).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a sensor (28) is provided which detects the temperature of the heat transfer medium located in the pot (2).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the partial length of the line located in the pot (2) is formed by a coil (12) made of a corrugated stainless steel tube.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the partial length (12) of the line located in the container (2) is part of a ring line in animal stalls.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the upper side of the connection plate (4) there are provided supports (32) which are arranged above the Form level contact surfaces on the connecting plate (4).