DE1565134B2 - Elektrischer Heißwasserbereiter, vorzugsweise Durchlauferhitzer - Google Patents

Elektrischer Heißwasserbereiter, vorzugsweise Durchlauferhitzer

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DE1565134B2
DE1565134B2 DE1565134A DE1565134A DE1565134B2 DE 1565134 B2 DE1565134 B2 DE 1565134B2 DE 1565134 A DE1565134 A DE 1565134A DE 1565134 A DE1565134 A DE 1565134A DE 1565134 B2 DE1565134 B2 DE 1565134B2
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Hans-Guenther 3451 Neuhaus Schoenberner Sen.
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Stiebel Eltron GmbH and Co KG
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    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
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Description

Energiezufuhr zu den einzelnen Heizwiderständen freizugeben oder zu unterbrechen. Ähnlich wie ein Thyratron ist ein Thyristor nur in einer Richtung stromdurchlässig, und zwar auch nur dann, wenn eine Steuerelektrode zuvor mittels eines Zünd- . impulses od. dgl. auf ein entsprechendes elektrisches Potential angehoben wurde. Da die Thyristoren in Antiparallelschaltung verwendet werden, steht dem Wechselstrom in jeder Halbwelle ein Thyristor zur Verfügung. Ähnlich wie bei einem Thyratron genügt zum Zünden ein kurzer Steuerimpuls, und der Stromdurchgang durch den Thyristor wird selbsttätig unterbrochen, wenn der Strom beim Nulldurchgang das Vorzeichen wechselt. Es ist also jeweils ein Zündimpuls pro Halbwelle für den der Halbwelle zugeordneten Thyristor erforderlich, um eine Energiezufuhr zum nachgeschalteten Heizwiderstand zu ermöglichen. Wird dem Thyristorenpaar der erforderliche Zündimpuls nicht zugeführt, dann bleiben beide Thyristoren gesperrt, und eine Energiezufuhr zum Heizwiderstand ist nicht möglich.
Im Vergleich zu einem mechanischen Schalter zeichnet sich ein solches Thyristorenpaar durch geringe Abmessungen, betriebssicheres Arbeiten und eine lange Lebensdauer aus; denn bei einem Thyristor gibt es weder bewegte, noch verschleißbeanspruchte Teile.
Bei der Verwendung eines Paares antiparallelgeschalteter Thyristoren für jeden Heizwiderstand oder für alle an eine Phase angeschlossenen Heizwiderstände, die insbesondere für Durchlauferhitzer hoher Leistung in Betracht kommen, läßt sich mit geringen Mitteln eine feinfühlig gesteuerte Energiezufuhr zu den einzelnen Heizwiderständen verwirklichen. Die Energiezufuhr zu den einzelnen Heizwiderständen ist jeweils dann am größten, wenn der entsprechende Thyristor seinen Zündimpuls genau in dem Augenblick erhält, in welchem der Nulldurchgang der Spannung der zugehörigen Wechselstromphase erfolgt. Der jeweilige Heizwiderstand bekommt dann während der Dauer beider Halbwellen Energie zugeführt. Wird hingegen der Zündimpuls, bezogen auf den Nulldurchgang, zeitlich verzögert zum Thyristor zugeführt, dann wird die Zeit, während der der entsprechende Heizwiderstand Energie zugeführt bekommt, verkürzt. Die Energiezufuhr zu den einzelnen Heizwiderständen läßt sich also durch entsprechende Ansteuerung oder zeitliche Verzögerung der Zündimpulse für die Thyristoren stufenlos regeln.
Die Steuerung der Thyristoren erfolgt für Durchlauferhitzer zweckmäßig durch einen elektronischen Regelkreis mit Gleichspannungsausgang und nachgeschaltetem Hochfrequenzoszillator, der über einen Hochfrequenzübertrager mit den einzelnen Trigger- und Synchronisierkreisen gekoppelt ist.
Es sind zwar aus der Widerstandsschweißtechnik Impulstransformatoren zur Ankopplung der Zündkreise an die die Stellgröße erzeugenden Schaltelemente bekannt, jedoch gehen aus dieser Information keinerlei Hinweise auf die Steuerung und Regelung von elektrischen Durchlauferhitzern hervor.
Gerade mit dieser Übertragung der Gleichspannungsgröße auf die nachgeschalteten Hochfrequenzoszillatoren läßt sich somit auch bei elektrischen Durchlauferhitzern eine Temperaturwahl verwirklichen. Zu diesem Zweck weist der Regelkreis, der eine Einstellung der gewünschten Temperatur ermöglicht, ein Bauteil auf, welches die durch die Heizwiderstände erzielte Wassertemperatur überwacht. Dieser elektronische Regelkreis erzeugt als Regelgröße eine Gleichspannung, deren Höhe der Differenz zwischen der gewünschten und vorhandenen Wassertemperatur proportional ist. Der Durchlauferhitzer weist weiterhin einen . Hochfrequenzoszillator auf, dem die vom Regelkreis erzeugte Gleichspannung zugeführt wird. Die Spannung dieser Hochfrequenz, d. h. die Amplitude, wird durch die zugeführte Regelgleichspannung vergrößert oder verkleinert und über einen Hochfrequenzübertrager zu Trigger- und Synchronisierkreisen geleitet, welche den einzelnen Thyristoren zugeordnet sind. Die Trigger- und Synchronisierkreise liefern den Thyristoren die erforderlichen Zündimpulse in der entsprechenden zeitlichen Verzögerung in bezug auf den Strom-Null-Durchgang. Stimmen die gewünschte und die Ist-Temperatur überein, dann wird die Energiezufuhr zu den einzelnen Heizwiderständen unterbrochen, oder die Verzögerung des Zündimpulses in bezug auf den Strom-Null-Durchgang entspricht der Dauer einer Halbwelle. Ist die Differenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur groß, dann ist die zeitliche Verzögerung der Impulsgabe in bezug auf den Strom-Null-Durehgang gering.
Dadurch, daß die Regelgröße in Form einer Gleichspannung erzeugt und in Form einer Hochfrequenzspannung über einen Hochfrequenzübertrager zu den Trigger- und Synchronisierkreisen zugeführt wird, ergibt sich die Möglichkeit, die Trigger- und Synchronisierkreise galvanisch von dem Regelkreis und dem Oszillator zu trennen. Regelkreis und Oszillator können daher in Niederspannungsbauweise ohne großen Aufwand ausgebildet werden. Lediglich der Hochfrequenzübertrager muß durch entsprechende Isolation spannungsfest ausgebildet werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des neuen Durchlauferhitzers sieht die Erfindung vor, daß der Regelkreis eine Widerstandsbrücke mit zwei veränderlichen Widerständen aufweist, von denen der eine zur Temperaturwahl einstellbar ist und der andere seinen Widerstand in Abhängigkeit von der Ist-Temperatur ändert.
Bei dieser Ausbildung wird die Voraussetzung für eine feinfühlige und feinstufige Temperaturwahl geschaffen; denn der einstellbare Widerstand kann als Potentiometer ausgebildet werden. Widerstände, die ihren Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur ändern, sind ebenfalls bekannt. Zweckmäßigerweise wird als temperaturabhängig veränderlicher Widerstand ein Thermistor verwendet.
Eine zweckmäßige weitere Ausgestaltung für den neuen Durchlauferhitzer ergibt sich, wenn erfindungsgemäß der Widerstandsbrücke des Regelkreises ein transistorbestückter Gleichspannungs-Folge-Verstärker nachgeschaltet ist.
Dieser der Widerstandsbrücke nachgeschaltete Verstärker hat die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß auch geringe Verstimmungen der Widerstandsbrücke noch zu einem verwertbaren Regelsignal führen. Er sorgt aber unter anderem auch dafür, daß die Temperaturänderungen nahezu trägheitslos durch entsprechende Steuersignale beantwortet werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Hochfrequenzoszillator als
j ; - 5 ■■ · 6
} transistorbestückter Oszillator ausgebildet ist, der ten Wert erreicht hat, bleibt die Widerstandsbrücke
j' . mit konstanter Frequenz und Amplitudenmodulation R 3 bis R 6 verstimmt. Die Widerstandsbrücke wird
ij arbeitet. mit Gleichstrom gespeist, den ein Netzteil 2V liefert.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß der primär- Dieses Netzteil weist einen Netztransformator Tl
j seitig vom Oszillator gespeiste Hochfrequenzüber- 5 auf, der im Ausführungsbeispiel mit zwei Sekundär-
j trager sekundärseitig für jeden Thyristor eine ge- wicklungen ausgerüstet ist. An eine dieser Sekundär-
] trennte Wicklung aufweist. wicklungen ist eine Diode Dl mit einem Konden-
Eine bevorzugte weitere Ausbildung für den neuen sator C 6 angeschlossen. Die Diode D1 und der Kon-
Durchlauferhitzer ist schließlich noch dadurch ge- densatorC6 bewirken die Gleichrichtung des von
j kennzeichnet, daß an die beiden Brückenpunkte der io der Sekundärspule des Transformators D1 gelief er-
j Widerstandsbrücke des Regelkreises zwei komple- ten Wechselstromes. Dieser gleichgerichtete Strom
; mentäre Transistoren angeschaltet und über Wider- speist die Widerstandsbrücke R 3 bis R 6.
; stände und Kondensatoren so miteinander und mit Das Netzteil N weist weiterhin einen Gleichrichter
! einem gemeinsamen nachgeschalteten Endstufen- GIl auf, der einen transistorbestückten Gleichspantransistor verbunden sind, daß der Wert der 15 nungs-Folge-Verstärker speist, welcher Bestandteil Brückenverstimmung differenziert und integriert des elektronischen Regelkreises RK ist. Dieser Tranwird, bevor er als regelnde Gleichspannung an den sistorverstärker weist zwei komplementäre Transisto- : Oszillator abgegeben wird. ren TrI und Tr 2 auf, die jeweils zwischen dem ver-
Das Schaltbild eines Ausführungsbeispieles eines änderlichen und dem festen Widerstand R 5 und R 3 neuen elektrischen Durchlauferhitzers ist in der 20 bzw. R 6 und R 4 an die Widerstandsbrücke R 3 bis Zeichnung dargestellt. R6 angeschaltet sind. Die Widerstände R1 und Rl
Der Durchlauferhitzer ist für Drehstrom ausgelegt. sowie R7 bis R10 und R16 und die Kondensatoren % Er weist je Phase einen Heizwiderstand I bzw. Π Cl und Cl vervollständigen die erste Stufe des bzw. III auf. Die drei Heizwiderstände I, Π, III sind Transistorverstärkers mit den bereits erwähnten im Stern geschaltet und im Sternpunkt mit dem 25 Transistoren TrI und Tr 1.
Mittelpunktleiter Mp des Drehstromnetzes leitend Die von der Widerstandsbrücke R3 bis R6 in
verbunden. Form einer Gleichspannung gelieferte Regelgröße
Mit den jeweiligen Phasen R, S, T des Drehstrom- wird von dem Transistorverstärker differenziert und netzes sind die Heizwiderstände I, Π, ΠΙ über Thy- integriert. Eine Endstufe des Transistorverstärkers, ristorenpaare Thyl, Thyl; Thy 3, Thy 4 und Thy S, 30 die aus dem Transistor Tr 3 und den Widerständen Thy6 verbunden. Die Thyristorenpaare sind jeweils ru bis R14 besteht, verstärkt die differenzierte und antiparallel geschaltet. Jedem Thyristor Thyl bis integrierte Regelgröße noch einmal und führt sie Thy 6 ist ein Trigger- und Synchronisierkreis TSl einem Hochfrequenzoszillator O zu. Dieser Oszillator bis TS 6 zugeordnet. Die Trigger- und Synchronisier- besteht aus einem Transistor Tr 4, einem i?C-Glied kreise TSl bis TS 6 sorgen dafür, daß den Thy- 35 R15 und C 3 und einem Kondensator C 4, der die ristören Thyl bis Thy6 im jeweils richtigen Augen- Primärspule eines Hochfrequenzübertragers HFÜ blick ein Zündimpuls zugeführt wird. Durch die ge- überbrückt. Der Oszillator O arbeitet mit im we- ■
steuerte Zuführung des Zündimpulses zu den Thy- sentlichen konstanter Frequenz, und die über den ;
ristören Thy Ibis Thy 6 wird eine gesteuerte Energie- Widerstand R14 zugeführte Regelgröße, die eine '
zufuhr zu den .Heizwiderständen I, II, III erzielt. 40 Gleichspannung ist, verändert die Amplitude der ;
Die Steuerung der Energiezufuhr zu den Heiz- vom Oszillator erzeugten Hochfrequenzspannung. '
widerständen I, II, ΠΙ erfolgt in Abhängigkeit von Der Hochfrequenzübertrager HFÜ ist sekundär-
der jeweiligen Differenz zwischen einer wahlweise seitig mit getrennten Wicklungen ausgerüstet. Jedem ώ eingestellten und einer durch die Heizwiderstände I, Thyristor ist eine Sekundärwicklung des Hoch-II, III erzielten Erwärmung des Wassers. Im Aus- 45 frequenzübertragers HFÜ zugeordnet. Über den führungsbeispiel dient zur Ansteuerung der Trigger- Hochfrequenzübertrager ist der Regelkreis RK bei und Synchronisierkreise Γ5Ί bis TS 6 ein elektro- galvanischer Trennung mit den Trigger- und Synnischer Regelkreis RK, der zugleich die Aufgabe hat, chronisierkreisen TSl bis TS 6 gekoppelt, die Differenz zwischen der gewünschten und der Der Trigger- und Synchronisierkreis TSl für den
vorhandenen Wassertemperatur festzustellen. Dieser 50 Thyristor Thy I weist die beiden Transistoren Tr 5 Regelkreis RK weist eine Widerstandsbrücke auf, die und Tr 6 sowie eine Zenerdiode auf und wird durch aus zwei Festwiderständen R3 und R4 und aus den Kondensator Cl und die Widerstände R17 bis zwei veränderlichen Widerständen R 5 und R 6 be- R 21 vervollständigt. Die Zenerdiode D 2 bildet mit steht. Der Widerstand R 5 ist zweckmäßigerweise als dem Widerstand R 21 den Synchronisierkreis. Sie erPotentiometer oder Einstellwiderstand ausgebildet. 55 zwingt eine Synchronisation des nachgeschalteten Er dient zur Einstellung der jeweils gewünschten Triggerkreises in der Weise, daß ein Zündimpuls Wassertemperatur. Der zweite veränderliche Wider- zum Thyristor Thyl nur dann geliefert werden kann, stand/?6 ist ein Thermistor, der seinen Widerstand wenn die Halbwelle der Netzspannung dasjenige in Abhängigkeit von der vorhandenen oder Ist- Vorzeichen aufweist, bei dem der Thyristor Thyl Temperatur des Wassers verändert. Die beiden 60 nach Zündung stromdurchlässig ist. Der Transistor Widerstände R 5 und R 6 arbeiten in der Wider- Tr S wird über die Sekundärwicklung des HF-Überstandsbrücke R 3 bis R 6 so zusammen, daß durch tragers und den Widerstand R18 mit der Regelgröße, eine Einstellung des Widerstandes R S die Brücke die eine Hochfrequenzspannung ist, versorgt. Er beverstimmt wird, während der Widerstand R 6 mit zu- einflußt ein Zeitglied, das aus dem Widerstand R19 nehmender Erwärmung des Wassers seinen Wider- 65 und dem Kondensator C 7 gebildet wird. Der Transtand im Sinne einer Wiederabgleichung der Brücke sistor7>6 ist ein Triggertransistor. Sein Auslöseverändert. Solange die Wassertemperatur nicht den punkt oder Schwellwert liegt auf der Ladekennlinie durch die Einstellung des Widerstandes R 5 gewähl- des Kondensators C 7. Wird der Schwellwert durch
die Ladekennlinie oder beim Aufladen des Kondensators C 7 überschritten, dann steht am Widerstand R17 ein Spannungsimpuls zum Zünden des Thyristors Thy 1 zur Verfügung. Der Thyristor arbeitet dann wie ein Thyratron. Der Strom fließt so lange, bis der Nulldurchgang der Wechselspannung erfolgt.
Die Trigger- und Synchronisierkreise TS 2 bis TS 6 sind analog wie der eben erläuterte Trigger- und Synchronisierkreis TSl aufgebaut. Die Schaltelemente, nämlich die Zenerdioden, Transistoren, Widerstände und Kondensatoren, sind in der bereits für TSl geschilderten Reihenfolge mit fortlaufenden Bezugszahlen bezeichnet. Eine Wiederholung der Beschreibung ist zum Verständnis des Funktionsprinzips nicht erforderlich.
Durch die geschilderte Ausbildung der Schaltung ergibt sich folgende Wirkungsweise: Die Energiezufuhr zu den Heizwiderständen I bis ΙΠ wird in Abhängigkeit vom Regelkreis RK über die Trigger- und Synchronisierkreise TSl bis TS 6 und die Thyristorenpaare Thyl, Thy 2 bis Thy 5, Thy 6 derart gesteuert, daß die Energiezufuhr den Wert Null annimmt, wenn die durch Verstellung des Widerstandes R S gewählte Temperatur mit der vom Widerstand/? 6 festgestellten Ist-Temperatur des Wassers übereinstimmt. Der Zündpunkt der einzelnen Thyristoren wird zeitlich um so näher an den der jeweils entsprechenden Halbwelle beginnenden Strom-Null-Durchgang des Wechselstromes heranverlegt, je größer die Abweichung zwischen der durch die Einstellung des Widerstandes R 5 gewählten Soll-Temperatur und der vom Widerstand R 6 festgestellten Ist-Temperatur ist. Innerhalb gewisser Grenzen arbeitet diese Energiesteuerung von Strömungsänderungen bzw. Änderungen der Durchflußmenge des Wassers völlig unabhängig. Sie arbeitet weiterhin nahezu verlustfrei und trägheitslos. Eine plötzliche Verstellung des Widerstandes R 5 führt zu einer nahezu augenblicklichen entsprechenden Aussteuerung der Energiezufuhr. Die von der ersten Stufe des Transistorverstärkers im Regelkreis RK vorgenommene Differenzierung und Integrierung der Regelgröße gewährleistet bei raschen Änderungen der Durchflußmenge oder der Temperaturwahl die unverzügliche Angleichung der Energiezufuhr an die veränderten Verhältnisse. Durch die Differenzierung der Regelgröße wird die Energiezufuhr sowohl in fallender als auch steigender Charakteristik stärker als dem Augenblickswert entsprechend verändert, so daß die trägheitslose Aufheizung des Wassers erreicht wird. Die Integration des Regelwertes hat hingegen zur Folge, daß eine erreichte Wassertemperatur nahezu konstant erhalten bleibt, ohne daß in der Energiezufuhr Pendelerscheinungen auftreten.
Die Grenzen der Konstanthaltung der Temperatur sind nicht von den Eigenschaften des Regelkreises und den Triggerkreisen, sondern von der Leistung
ίο der Heizwiderstände I bis III abhängig. Wenn nämlich die pro Zeiteinheit auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzende Wassermenge größer ist als diejenige Wassermenge, die von den Heizwiderständen in der gleichen Zeiteinheit auf die gleiche Temperatur erhitzt werden kann, dann vermag auch der Regelkreis keine Steigerung der Energiezufuhr zu bewirken, denn die Thyristorenpaare werden dann bereits so angesteuert, daß die einzelnen Heizwiderstände die volle verfügbare Energie zugeführt be-
ao kommen. Es ist daher entweder eine Einrichtung zu verwenden, die die höchstzulässige Durchflußmenge begrenzt, oder aber es sind stärkere Heizwiderstände erforderlich. Falls die Leistungsaufnahme der Heizwiderstände die Leistungsfähigkeit der Thyristoren
as überschreitet, können pro Phase auch mehrere Thyristorenpaare verwendet werden.
Bei größeren Durchlauferhitzern, bei denen es auf die Einhaltung kleiner Abmessungen und andere erschwerende Bedingungen nicht ankommt, können an Stelle der Thyristorenpaare bei geringer Abwandlung der Trigger- und Synchronisierkreise auch Transduktoren oder ähnliche Schaltelemente verwendet werden, um die Energiezufuhr zu den Heizwiderständen zu steuern.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Netzteil N noch mit einem Schalter Sch ausgerüstet, der beispielsweise ein Differenzdruckschalter sein kann. Dieser Schalter dient dazu, den Regelkreis und den Oszillator vom Netz zu trennen, wenn kein Wasser durch den Durchlauferhitzer fließt. In seinen Abmessungen und seinem Aufbau kann er klein und einfach sein, weil die von dem Regelkreis jR2£ und dem Oszillator benötigte elektrische Leistung nur sehr gering ist. Wenn man die geringen Verluste in Kauf nimmt, die sich dann ergeben, wenn der Regelkreis und der Oszillator ständig arbeiten, dann kann auf die Verwendung eines derartigen Schalters verzichtet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
309 539/190

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Elektrischer Heißwasserbereiter, vorzugsweise Durchlauferhitzer, für ein- oder mehrphasigen Wechselstrom, insbesondere Drehstrom, bei dem zur Erhitzung des Wassers Heizwiderstände dienen, die mittels elektronischer, vorzugsweise in Antiparallelschaltung vorgesehener, im Phasenschnittverfahren gezündeter Stromtore temperaturabhängig an- und abgeschaltet werden, wobei zur Überwachung der Wassertemperatur eine Gleichspannungsmeßbrücke mit temperaturabhängig veränderlicher Diagonalspannung dient, die wenigstens über einen Gleichspannungsverstärker weitergeleitet und zum Zünden der Stromtore verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittels der verstärkten Diagonalspannung geregelter, amplitudenmodulierter Hochfrequenzoszillator mit der Primärseite eines Hochfrequenzübertragers verbunden ist, welcher sekundärseitig für jedes der in an sich bekannter Weise als Thyristor ausgebildeten Stromtore eine getrennte, zum Erzeugen der Zündspannung über einen Zwischenverstärker mit dem jeweiligen Thyristor verbundene Wicklung aufweist.
2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis (RK) eine Widerstandsbrücke mit zwei veränderlichen Widerständen (R 5, R 6) aufweist, von denen der eine zur Temperaturwahl einstellbar ist und der andere seinen Widerstand in Abhängigkeit von der Ist-Temperatur ändert.
3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsbrücke des Regelkreises ein transistorbestückter Gleichspannungs-Folge-Verstärker nachgeschaltet ist.
4. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzoszillator (O) als transistorbestückter Oszillator ausgebildet ist, der mit konstanter Frequenz und Amplitudenmodulation arbeitet.
5. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der primärseitig vom Oszillator gespeiste Hochfrequenzübertrager (HFÜ) sekundärseitig für jeden Thyristor eine getrennte Wicklung aufweist.
6. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbrücke des Regelkreises als temperaturabhängig veränderlicher Widerstand einen Thermistor (R 6) aufweist.
7. Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden Brückenpunkte der Widerstandsbrücke des Regelkreises zwei komplementäre Transistoren (Tr 1, Tr 2) angeschaltet und über Widerstände (Rl, R2, R7; RIO und R16) und Kondensatoren (C 1, C 2) so miteinander und mit einem gemeinsamen nachgeschalteten Endstufen-Transistor (Tr 3) verbunden sind, daß der Wert der Brückenverstimmung differenziert und integriert wird, bevor er als regelnde Gleichspannung an den Oszillator abgegeben wird.
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Heiß- : wasserbereiter, vorzugsweise Durchlauferhitzer, für mehrphasigen Wechselstrom, insbesondere Drehstrom, bei dem zur Erwärmung des Wassers Heizwiderstände dienen.
Bei bekannten elektrischen Durchlauferhitzern ' werden die Heizwiderstände mittels eines Druckdifferenzschalters ein- und ausgeschaltet. Dieser Druckdifferenzschalter arbeitet so, daß die Heizwiderstände nur dann Energie zugeführt bekommen, wenn Wasser an ihnen vorbeiströmt. Ist die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers sehr gering, dann besteht die Gefahr einer Überhitzung der Heizwiderstände, so daß aus Sicherheitsgründen zusätzlieh ein temperaturabhängig arbeitender Schalter vorgesehen wird, der die Energiezufuhr zu den Heizwiderständen beim Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur unterbricht.
Bei anderen bekannten Durchlauferhitzern sind die Heizwiderstände in einem Behälter angeordnet, der ein begrenztes Speichervolumen aufweist. Bei diesen Durchlauferhitzern dient zum Ein- und Ausschalten der Energiezufuhr zu den Heizwiderständen ein temperaturabhängig arbeitender Schalter, und es kann auf den verhältnismäßig komplizierten Druckdifferenzschalter verzichtet werden.
Bei beiden bekannten Arten von elektrischen Durchlauferhitzern entstehen dadurch erhebliche Schwierigkeiten, daß verhältnismäßig hohe elekirische Leistungen geschaltet werden müssen. Die Leistungsaufnahme bekannter Durchlauferhitzer liegt im Bereich von etwa 20 bis 30 kW, und sie kann bedarfsweise auch höher sein. Andererseits verlangt man von derartigen Schaltern, daß ihre Abmessungen klein sind, daß sie betriebssicher arbeiten und daß sie eine lange Lebensdauer aufweisen. In der Praxis können diese Forderungen nur schwer erfüllt werden.
Es ist auch bereits ein Heizgerät bekanntgeworden, bei welchem mit einem Stromtor (Thyristor) mit zugehörigen Trigger und Synchronisierkreisen der jeweils fließende Strom geregelt wird. Aus dieser Vorveröffentlichung geht jedoch nicht hervor, wie von einem durch Temperaturmessung erzeugten Gleichstromsignal mehrere voneinander unabhängige Phasen, die bekannterweise bei einem Hochleistungsdurchlauferhitzer vorhanden sind, geschaltet werden. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Heißwasserbereiter, vorzugsweise Durchlauferhitzer, der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine gesteuerte Energiezufuhr zu den Heizwiderständen möglich ist, ohne daß mechanisch arbeitende Schalter erforderlich sind, die hohe elektrische Leistungen schalten müssen.
Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich ein Heißwasserbereiter, vorzugsweise Durchlauferhitzer, der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß ein mittels der verstärkten Diagonalspannung geregelter, amplitudenmodulierter Hochfrequenzoszillator mit der Primärseite eines Hochfrequenzübertragers verbunden ist, welcher sekundärseitig für jedes der in an sich bekannter Weise als Thyristor ausgebildeten Stromtore eine getrennte, zum Erzeugen der Zündspannung über einen Zwischenverstärker mit dem jeweiligen Thyristor verbundene Wicklung aufweist.
Bei dem neuen elektrischen Heißwasserbereiter übernehmen die Thyristorpaare die Aufgabe, die
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