DE1814381A1

DE1814381A1 - Electric heat generator for central heating

Info

Publication number: DE1814381A1
Application number: DE19681814381
Authority: DE
Inventors: Maurice Alfonsi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-12-12
Filing date: 1968-12-12
Publication date: 1969-08-28
Also published as: FR1556294A; BE725246A; DE1814381B2

Description

Elektrischer Wärmeerzeuger für Zentralheizungen. Electric heat generator for central heating.

Priorität: 12. Dezember 1967 Es ist bekannt, die elektrische Energie für die Aufheizung von Wasser in einer Zentralheizung zur Zirkulation des Wassers zu benutzen. Der Wärmeerzeuger ist in diesem Fall vom Überlagerungs typ. Priority: December 12, 1967 It is known the electrical energy for heating water in a central heating system to circulate the water to use. In this case, the heat generator is of the superimposition type.

Eine derartige Einrichtung hat einen doppelten Nachteil. Zum einen ist ein Reservoir großer -Kapazität notwendig, das mit einer sehr dicken Wärmeisolierung versehen sein muß, so daß eine sehr sperrige und kostspielige Anlage entsteht. Zum anderen ist die Inbetriebnahme (Aufheizung) langsam, und eine solche Anlage kann nur angewendet werden zum Beispiel für eine ohne Unterbrechung besetzte Nebenwohnung. Such a device has a twofold disadvantage. On the one hand a large-capacity reservoir is necessary, with a very thick thermal insulation must be provided, so that a very bulky and expensive system is created. To the others the startup (heating) is slow, and such a system can can only be used, for example, for an adjoining apartment that is occupied without interruption.

Man hat schon versucht, als Wärmegenerator einen augenblicklich funktionierenden elektrischen 9Tassererhitzer zu benutzen. Attempts have already been made to produce an instantly functioning heat generator to use an electric 9 water heater.

Die Schwierigkeit liegt dabei in der gewaltigen elektrischen Leistung bei Inbetriebnahme innerhalb der bekannten Anlagen dieser Type. Es existieren jedoch unmittelbar elektrisch beheizte assererhitzer, bei welchen die Anheizleistung in annehmbaren Grenzen bleibt. Diese bestehen aus einem gekapseltenröhrenförmigen und koaxial aufgebauten elektrischen Heizwiderstand, wobei im Inneren der einen Röhre das Wasser zirkuliertO Der gekapselte Yliderstand kann dann einen begrenzten Zuwachs von "att/cm2,, erhalten, ohne beschkdigt zu werden, mit der Einschränkung, sofern dafür gesorgt ist, daß das Wasser ausreicht, die Hitze abzuführen. The difficulty lies in the enormous electrical power when commissioning within the known systems of this type. There are, however directly electrically heated water heaters, in which the heating power is in acceptable limits. These consist of an encapsulated tubular and coaxially constructed electrical heating resistor, with one tube inside the water circulates o The encapsulated resistance can then have a limited increase of "att / cm2 ,, obtained without being damaged, with the restriction provided that the water is sufficient to dissipate the heat.

Bei einer Zentralheizung ist die aufgrund der Temperaturunterschiede des assers ausgelöste Wasserzirkulation unregelmäßig und sie kann sogar zu bestimmten Augenblicken zu Null werden. Ein derartiger Iassererhitzer wird deshalb sehr schnell unbrauchbar wegen Zerstörung des Heizwiderstandes.In the case of central heating, this is due to the temperature differences The water circulation caused by the water is irregular and it can even become definite Moments become zero. Such a water heater therefore becomes very fast unusable due to destruction of the heating resistor.

Deshalb bezieht sich die Erfindung auf einen Wärmeerzeuger für Zentrglheizungen mit Wasserumlauf, der in Kombination aus einer elektrischen Schnellheizung, die durch einen gekapselten röhrenförmigen Widerstand mit konzentrischem Rohr mit für die assereraisulation großem Durchmesser, dessen Ende mit Zu- und Abfluß für das innenlaufende Wasser versehen wird, -und aus einer Umlaufpumpe für das abgehende Wasser gebildet wird, welcher in genanntem Kreis und vorzugsweise unmittelbar beim Wärmeerzeuger angeordnet ist, während der Schalter für die elektrische Versorgung der Anlage so angeordnet wird, daß das Auftreten von Druck am widerstand sich zu der Zeit auswirkt, zu welcher die Umlaufpumpe tätig ist.The invention therefore relates to a heat generator for centrifugal heating with water circulation, which in combination with an electric rapid heating system, the through an encapsulated tubular resistor with a concentric tube with for the water repairs of large diameter, the end of which with inflow and outflow for the internal water is provided, -and from a circulation pump for the outgoing Water is formed, which in said circle and preferably immediately at Heat generator is arranged, while the switch for the electrical supply the system is arranged so that the occurrence of pressure at the resisted to the time at which the circulation pump operates.

Selbstverständlich unterbricht ein Sicherheitsthermostat die Versorgung des Widerstandes bis die lfirassertemperatur einen vorbestimmten Wert erreicht hat.Of course, a safety thermostat interrupts the supply the resistance until the water temperature has reached a predetermined value.

Das Erzeugerrohr und sein innerer widerstand bilden gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform eine Girlande, eine Sinneslinie, eine Schlangenlinie oder dgl., um eine hinreichende Lange bei reduziertem Volumen zu erhalten.The generator pipe and its internal resistance form according to an advantageous Embodiment a garland, a sense line, a serpentine line or the like., in order to obtain a sufficient length with a reduced volume.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein zweites Umlaufrohr für das Wasser vorgesehen, das beispielsweise das Erzeugerrohr umgibt und das an einem seiner Absohlußenden mit der Zuführungsleitung für das kalte Wasser und mit dem anderen Abschlußende mit dem Verteilersystem für Gebrauchswasser verbunden ist. Man bildet so eine Verteilung von Gebrauchswasser, dessen Temperatur relativ überhöht sein kann, wenn die Anlage in bekannter Weise mit einer Einrichtung der Unterbrechung der Stromversorgung der Umlaufpumpe versehen wird, bis man den Gebrauchskreis öffnet. In diesem Fall soll die Stromversorgung des Heizwiderstandes bestimmt werden durch das Öffnen desDruckkreises mittels eines elektrischen Kreises unabhangig von jenem jedoch abhängig von dem Anschluß für das Inbetriebsetzen der Umlaufpumpe und ein zweiter Sicherheitsthermostat soll das Abschalten der genannten Stromversorgung steuern, sobald die Temperatur des Gebrauchswassers einen vorbestimmten Wert erreicht.According to a preferred embodiment, there is a second circulation pipe provided for the water that surrounds, for example, the generator pipe and the on one of its Absohlußenden with the supply line for the cold water and with the other terminating end is connected to the distribution system for service water. This creates a distribution of service water, the temperature of which is relatively excessive can be when the plant is in a known manner with a facility of interruption the power supply of the circulation pump is provided until the utility circuit is opened. In this case the power supply of the heating resistor should be determined by the opening of the pressure circuit by means of an electrical circuit independently of that however, depending on the connection for starting up the circulation pump and a second safety thermostat is supposed to switch off said power supply control as soon as the temperature of the service water reaches a predetermined value.

Die Erfindung wird noch verständlicher beim Leisen der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, die schematisch den Aufbau einer Einrichtung nach der Erz in dung wiedergeben.The invention will be more fully understood upon reading the following description in conjunction with the accompanying drawings, which schematically illustrate the structure of a Reproduce facility according to the ore in dung.

Es zeigen die Figur 1 einen einfachen Wärmeerzeuger und die Figur 2 einen Wärmeerzeuger mit Gebrauchswassererzeugung.FIG. 1 shows a simple heat generator and the figure 2 a heat generator with service water production.

In der Figur 1 ist der Wärmeerzeuger 1 gebildet aus einem rohrförmigen Widerstand 2 mit einer Abschirmung 3 und aus einem Rohr 4, das das Widerstandsrohr 2 so umgibt, daß ein ringförmiger Zwischenraum 5 freibleibt, der zur Zirkulation des Warmwassers bestimmt ist. Dieser ringförmige Zwischenraum trägt am Ende den Leitungsausgang 6 und an dem anderen Ende das Rückflußrohr 7 der Warmwasserinstallation.In the figure 1, the heat generator 1 is formed from a tubular Resistor 2 with a shield 3 and from a tube 4, which is the resistance tube 2 surrounds so that an annular gap 5 remains free for circulation of Hot water is intended. This annular space bears the cable outlet at the end 6 and at the other end the return pipe 7 of the hot water installation.

Die Enden des Widerstandes tragen die beiden Anschlüsse 8a und 8b, so daß leicht eine Verbindung zu dem äußersten Stromkreis hergestellt werden kann.The ends of the resistor carry the two connections 8a and 8b, so that a connection to the outermost circuit can easily be made.

Dem Erzeuger 1 ist ein6 Umlaufbeschleuniger für den Wasserumlauf, von dem allein der Motor 9 dargestellt ist, sowie ein Sicherheitsthermostat 10, der von der Temperatur des Wassers im Wärmeerzeuger an der Verbindungsstelle zum Abflußrohr beeinflußt wird, zugeordnet. Außerdem sind verschiedene Schaltorgange im-Stromkreis des Heizwiderstandes vorgesehen, nämlich ein Umlaufthermostat 11, ein Heizungsunterbrecher 12 und ein Regelüberwachungsschalter 13.The generator 1 is a6 circulation accelerator for the water circulation, of which only the engine 9 is shown, as well as a safety thermostat 10, of the temperature of the water in the heat generator at the connection point to the Drain pipe is affected, assigned. There are also various switching gears provided in the circuit of the heating resistor, namely a circulation thermostat 11, a heater breaker 12 and a rule monitoring switch 13.

In einem elektrischen Kreis der Leitungen L 1 und L 2 liegt der Hauptschalter 14, der über einen Zweig direkt den Motor 9 der Umlaufpumpe und im anderen Zweig über die Anschlüsse 8a und 8b den Heizwiderstand schaltet; der Anschluß 8a liegt hierbei direkt an der Leitung L 1 und der Anschluß 8b über dem UmlaufthermostFt 11, den Heizungsunterbrecher 12, den Regelüberwachungsschalter 13 und dem Sicherheitsthermostat 10 an der Leitung L 2.The main switch is located in an electrical circuit of lines L 1 and L 2 14, the motor 9 of the circulation pump via one branch and in the other branch switches the heating resistor via the connections 8a and 8b; the connection 8a is located here directly on line L 1 and connection 8b above the circulation thermostat 11, the heating interrupter 12, the control monitoring switch 13 and the safety thermostat 10 on line L 2.

Immer wenn man die Einrichtung mit Hilfe des Hauptschalters 14 in Betrieb setzt, liegt die Umlaufpumpe dauerhaft an Strom.Whenever you switch on the device using the main switch 14 in Starts operation, the circulation pump is permanently connected to power.

Um eine Aufheizung zu erhalten, schließt man den Heizungsunterbrecher und der Widerstand wird gespeist, sofern die Kontakte der Thermostaten 10 und 11 und des Überwachungsschalters geschlossen sind. Wenn die gewünschte und auf dem Umlaufthermostat 11 voreingestellte Temperatur erreicht ist, öffnet sich der Kontakt dieses Thermostaten und der Heizwiderstand wird nicht-mehr gespeist.In order to keep it warm, the heating breaker is closed and the resistor is fed, provided the contacts of thermostats 10 and 11 and the monitoring switch are closed. If the desired and on the Circulation thermostat 11 preset temperature is reached, the contact of this thermostat opens and the heating resistor is no longer fed.

Die Einrichtung arbeitet also wie folgt automatisch: Der Widerstand heizt intermettierend abhängig von der Tätigkeit des Umlaufthermostaten und die Umlaufpumpe arbeitet ständig und garantiert damit eine ausreichende Zirkulation, um die Heizwärme des Widerstandes abzuführen und um ein Uberhitzen des Widerstandes zu vermeiden.The device works automatically as follows: The resistance heats intermittently depending on the activity of the circulation thermostat and the Circulation pump works constantly and thus guarantees sufficient circulation, to dissipate the heat from the resistor and to overheat the resistor to avoid.

Wenn infolge mechanischen Zwischenfalls der Umlaufpumpe diese nachlassen und die Leistung nachlassen würde, wäre ein Schutz des Widerstandes gegen die Gefahr der Überhitzung durch folgende zwei Sicherheitsorgane gegeben: Den Überwachungsschalter 13, dessen Kontakt dann öffnet, wenn die Leistung unter einen vorbestimmten Wert fällt, und den Sicherheitsthermostat 10, dessen Kontakt sich öffnet, wenn die Wassertemperatur am Ausgang des Wärmeerzeugers einen vorbestimmten Wert übersteigt.If, as a result of a mechanical accident in the circulation pump, the pump deteriorates and the performance would deteriorate, would be a protection of the resistance against the danger overheating is given by the following two safety devices: The monitoring switch 13, the contact of which opens when the power falls below a predetermined value falls, and the safety thermostat 10, the contact of which opens when the water temperature exceeds a predetermined value at the output of the heat generator.

In der Figur 2 besteht der Wärmeerzeuger 21 wie der in Figur 1 dargestellte aus einem rohrförmigen Widerstand 22 mit Abschirmung 23 und aus einem Rohr 24, das einen ringförmigen Spalt 25 für die ;-vasserzirkulation 25 freiläßt. Dieses Wasser wird dem Leitungskreis über die Anschlüsse 26 und 27 zugeführt bzw. entnommen. Das elektrische Netz wird von den beiden Leitern L 1 und L 2 gebildet. Ein Hauptschalter 34 überwacht die Stronversorgung der Anlage. Der Anschluß 28a des Heizwiderstandes ist un7.iittelbar mit der Leitung L1 und der Anschluß 28 b des Widerstandes mit L 2 über einen Umlaufthermostat, einen Heizungsunterbrecher 32, einen Pegelüberwachungsschalter 33 und einen Sicherheitsthermostaten 30, der von dem aufgeheizten Wasser unmittelbar beeinflußt ist, verbunden.In FIG. 2 there is the heat generator 21 like that shown in FIG from a tubular resistor 22 with shielding 23 and from a tube 24, the an annular gap 25 for the; water circulation 25 leaves free. This water is fed to or removed from the line circuit via connections 26 and 27. That electrical network is formed by the two conductors L 1 and L 2. A main switch 34 monitors the power supply to the system. The connection 28a of the heating resistor is directly with the line L1 and the connection 28 b of the resistor with L 2 via a circulation thermostat, a heating interrupter 32, a level monitoring switch 33 and one Safety thermostat 30, which is heated by the Water is directly affected, connected.

Der Wärmeerzeuger 21 besitzt außerdem ein äußeres Rohr 35, das zusammen mit dem Rohr 25 einen ringförmigen Zwischenraum bildet. Dieses Rohr 35 mündet mitjeinen Enden einerseits in das Zuflußrohr 37 für kaltes Wasser und andererseits in ein Leitungssystem 38 für Gebrauchswasser. Ein Sicherheitsthermostat 39 steht unter dem Einfluß der Temperatur dieses Gebrauchswassers. Ein Unterdruckventil, nicht dargestellt1 im Kreis des Gebrauchswassers steuert den Umschalter 40 und legt den Anschluß 40a mit seinem freien Ende entweder an den Anschluß 40 b oder 40 c nach folgender Weise: Verbindung zu 40 b wenn der Kreis des Gebrauchswassers in Ruhe ist; Verbindung zu 40 c wenn Gebrauchswasser entnommen wird.The heat generator 21 also has an outer tube 35, which together forms with the tube 25 an annular gap. This pipe 35 ends with each other Ends on the one hand in the inlet pipe 37 for cold water and on the other hand in a Line system 38 for service water. A safety thermostat 39 is below the influence of the temperature of this service water. A vacuum valve, no 1 in the circle of the service water controls the switch 40 and sets the Connection 40a with its free end either to connection 40 b or 40 c in the following way: connection to 40 b when the water cycle is at rest is; Connection to 40 c if service water is withdrawn.

Der Motor 29 der Umlaufpumpe des Heizwasserkreises ist über die Leitung L 1 direkt in den elektrischen Kreis und über den Kontakt 40 b des Umschalters 40 bzw. dessen Schaltarm 40a mit der Leitung L 2 verbunden. Der Kontakt 40e des Umschalters ist verbunden mit der Speiseleitung für den Anschluß 28b des Heizwiderstandes, und zwar an der Verbindung zwischen dem Überwachungsschalter 33 und dem Thermostat 3t Bei Nichtentnahme von Gebrauchswasser ist der Arm des Umschalters in der dargestellten Lage (durchgezogener Strich in der Zeichnung); der Motor läuft ständig und die Arbeitsweise und die Sicherheitsvorkehrungen sind identisch wie in figur 1.The motor 29 of the circulation pump of the heating water circuit is via the line L 1 directly into the electrical circuit and via contact 40 b of switch 40 or its switching arm 40a is connected to the line L 2. The contact 40e of the switch is connected to the feed line for connection 28b of the heating resistor, and at the connection between the monitoring switch 33 and the thermostat 3t If service water is not withdrawn, the arm of the switch is shown in the figure Position (solid line in the drawing); the engine runs constantly and the mode of operation and the safety precautions are the same as in Figure 1.

Entnimmt man Gebrauchswasser nimmt der Umschalter die gestrichelt gezeichnete Lage ein und die Umlaufpumpe liegt nicht mehr im Stromkreis, so daß im Wass e'ufein ringförmiger Spalt 25 zumindest beinahe stillgesetzt wird und die Heizungswärme des Widerstandes weitgehend von dem entnommenen Wasser übernommen wird. In der Tat wird der Heizwiderstand gespeist aus der Leitung L 2 trotz geö%netem Kontakt 33 über den Stromkreis 40a, 40c, 39 und 30 und gleichgültig vom Zustand des Thermostaten 31. Der Heizwiderstand ist geschützt gegen die Gefahr der Überhitzung durch die Sicherheitsthermostaten 39 und 30.If you take service water, the switch takes the position shown in dashed lines and the circulation pump is no longer in the circuit, so that in Wass e'ufein annular gap 25 is at least almost stopped and the heating heat of the resistor is largely taken over by the removed water. In fact, the heating resistor is fed from line L 2 despite open Contact 33 via the circuit 40a, 40c, 39 and 30 and regardless of the state of the thermostat 31. The heating resistor is protected against the risk of overheating by the safety thermostats 39 and 30.

Selbstverständlich sind die dargestellten Ausführungen schematische Darstellungen der Arbeitsweise. In einer möglichen Ausführungsform werden die verschiedenen Sicherheitsorgane wie Thermostat, Schalter, Umschalter in den Kreis der Spule, die den Kontakt mit den Kontakt mit den Widerstandsanschlüssen herstellt. Ebenso'wird bei einer Ausführung nach Figur 2 die Speisung der Umlaufpumpe durch einen Schalter gesteuert.Of course, the embodiments shown are schematic Representations of the working method. In one possible embodiment, the various Safety devices such as thermostat, switch, changeover switch in the circuit of the coil, which makes contact with the contact with the resistor connections. Likewise 'will in an embodiment according to FIG. 2, the circulation pump is fed by a switch controlled.

Schließlich können die beispielhaft gegebenen Ausführungen zu verschiedensten Anordnungen abgewandelt oder mit Zuordnungen von vollständigen Sicherheitsorganen ergänzt werden.Finally, the explanations given by way of example can lead to a wide variety of Modified orders or with assignments of complete security organs can be added.

Auch-können die verschiedensten gekapselten Widerstände verwendet werden. Im besonderen können diese Widerstände im Inneren aus einer Vielzahl von längsverlaufenden Widerstandsdrähten zusammengesetzt werden, die voneinander getrennt und -in granuliertes Isoliermaterial eingebettet sind. Diese Drähte können dann getrennt an den Speisestromkreis oder an verschiedene Phasen des Speisestromkreises derart angeschlossen werden, daß sie getrennt gesteuert werden und damit eine bessere Steuerung der Wärmezufuhr gestatten. Es ist dann möglich, den Sicherheitsthermostat wegzulassen, dessen Kontakt 10, 30 in diesem Fall eingebaut wird zum direkten Steuern des Wärmekörpers (Rohre 4,24) in Abhängigkeit der Wärmedehnung der letzteren.A wide variety of encapsulated resistors can also be used. In particular, the inside of these resistors can be composed of a large number of longitudinal resistance wires that are separated from one another and embedded in granulated insulating material. These wires can then be connected separately to the supply circuit or to different phases of the supply circuit be connected in such a way that they are controlled separately and thus allow better control of the supply of heat. It is then possible to omit the safety thermostat, the contact 10, 30 of which is installed in this case for direct control of the heating body (tubes 4, 24) as a function of the thermal expansion of the latter.

Claims

P a t e n t to s p r ü c h e

1. Heating device for central heating systems with water circulation, marked by combining an electrical rapid heating system in the form of a tubular electrical resistance with a flow pipe concentrically surrounding this resistance for water with a larger diameter, the ends of which with the water drainage resp. Water return flow of the heating system are connected to a circulation pump (circulation pump) in the water circulation preferably behind the outlet of the heating device, wherein the control of the electrical circuit is provided so that as long as the resistance is energized, the circulation pump e4k is moving and at the same time that a safety thermostat always supplies power to the heating resistor interrupts when the water temperature exceeds a specified value.

2. Heating device according to claim 1 extended by a system for the removal of service water, marked by the fact that the heating for the service water takes place, for example, in a pipe that surrounds the heat generator, where eatm a device in the form of a vacuum valve a switch controlled in such a way that the electrical circuit of the encapsulated resistor is closed is open during the withdrawal and at the end of the withdrawal and vice versa The control circuit of the circulation pump is open during extraction and closed is at the end of the same, and that on the other hand, a safety contact in the supply circuit of Heating resistor is arranged, which depends on the temperature of the withdrawn water is operated.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the tubular encapsulated heating resistor inside from a multitude of longitudinally extending Consists of resistance wires, which are mutually aligned and in a resistance granulate, such as electrically melted magnesium, laid and separated from the supply circuit or the different phases of a multi-phase circuit are connected to disconnected connection with the voltage to obtain several degrees of heating -su.

40 Device according to claim 1 or 2, characterized in that the safety thermostat on the course of the temperature of the heating water from the radiator is controlled by a break contact in the electrical supply circuit for the heating resistor, which is arranged on the heating water pipe in such a way that it passes through a given expansion of this tube opened and due to the contraction this is closed.