DE19541825B4

DE19541825B4 - Heizungsanordnung mit wiedereinstellbarer Temperatursicherung in Heißwasserspeichern

Info

Publication number: DE19541825B4
Application number: DE19541825A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Stolle; Klaus Kühner
Original assignee: Suhl Elektro & Hausgeraetewerk; EGS Elektro und Hausgeraetewerk Suhl GmbH
Current assignee: EGS Elektro und Hausgeraetewerk Suhl GmbH
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1995-11-10
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2015-11-11
Also published as: DE19541825A1

Abstract

Heizungsanordnung für Heißwasserspeicher mit einem Flansch (2); einem Rohrheizkörper (3), der mit den unbeheizten Längen (28, 29) seiner Heizungsrohrenden im Flansch (2) gehaltert ist; und mit einer wiedereinstellbaren Temperatursicherung (4), die ebenfalls im Flansch (2) gehaltert ist und einen elektrischen Schaltbereich (36) sowie einen Befestigungsstift (13) besitzt, der wärmeleitend an eine Bimetallscheibe (51) gekoppelt ist, die bei Erwärmung einen elektrisch mit dem Rohrheizkörper in Reihe geschalteten Kontakt (20) betätigt, wobei zwischen dem beheizten Abschnitt (9) des Rohrheizkörpers (3) und dem Befestigungsstift ein Wärmeleitbereich (37, 33, 19) ausgebildet ist, der zumindest einen den Befestigungsstift (13) umhüllenden Mantel (19) mit einem zum Rohrheizkörper gewandten Deckel (33) sowie zwischen Mantel (19) und Befestigungsstift (13) befindliche Wärmeleitpaste (6) aufweist, um die Wärme vom beheizten Abschnitt (9) des Rohrheizkörpers (3) zum Befestigungsstift (13) und von diesem an die Bimetallscheibe (51) zu leiten.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Heizungsanordnung mit wiedereinstellbarer Temperatursicherung in Heißwasserspeichern, wie es inbesondere für Übertisch- und Untertischanordnungen angewendet wird.

Im Stand der Technik ist es bekannt, dass Temperatursicherungen zum Einsatz kommen, deren Zustandsänderungen nach dem Einsatzfall irreversibel ist und ein aufwendiges komplettes Auswechseln dieser Temperatursicherung erforderlich macht. Oftmals tritt ein solcher Fall ein, ohne dass das Gerät zum Einsatz gelangt ist, wobei zum Beispiel im nichtinstallierten Zustand zur vermeintlichen Funktionsprobe über den Netzstecker eine Stromzufuhr realisiert wird.

Die bekannten Temperatursicherungen sind dabei so ausgebildet, dass sie zur Verhinderung von Bränden sofort ansprechen.

Nachteilig wirkt sich dabei durch die Konfiguration dieser technischen Lösung aus, dass im Rahmen des Reparaturservice diese verbrauchte Temperatursicherung ausgewechselt werden muss, was gleichzeitig zu einer Erhöhung der Ersatzteilhaltung führt.

Die US 4,551,613 A zeigt einen Boiler mit einem Kaltwassereinlaufrohr und einem Heißwasserauslaufrohr, die in Einzügen in einem Flansch befestigt sind. Um das Heißwasserrohr ist ein elektrisches Heizelement gewunden, welches bevorzugt an diesem angelötet ist. Die Enden des Heizelements befinden sich an einem Thermostatkopf. Zur Vermeidung der Überhitzung der im Boiler am höchstliegenden Wasserschichten, verbindet ein Wärmeleitelement das obere Ende des Heißwasserrohrs mit der Thermostathülle und überträgt die Wärme vom Heißwasserrohr zur Thermostathülle. An der Thermostathülle befindet sich ein Temperatursensor, der die Temperatur kontinuierlich erfasst und eine Temperaturinformation an das Thermostat liefert, über welche die Stromzufuhr geregelt wird. Die Vorrichtung weist allerdings keinen temperaturempfindlichen Schutzschalter auf. Es erfolgt lediglich eine Regelung der Boilertemperatur über ein Thermostat.

Aus der DE 32 27 941 A1 ist eine Einrichtung zum thermischen Schutz von Heizelementen, insbesondere in Waschmaschinen, bekannt, die bei Fehlen des zu erwärmenden Mediums ein Abschalten des Heizelementes bewirkt. Das Heizelement liegt punktförmig auf der Behälterwandung auf. Ein Bimetallschalter ist außerhalb des Behälters unmittelbar unter dem punktförmig aufliegenden Heizelement befestigt. Zur Schaffung einer gezielten Wärmeübertragung ist ein Wärmeleitblech zwischen Behälterwandung und Bimetallschalter angeordnet. Erreicht das Heizelement wegen Fehlens des zu erwärmenden Mediums eine unzulässig hohe Temperatur, so wird diese auf die Behälterwandung sowie durch die unmittelbare Verbindung der Behälterwandung mit dem Wärmeleitblech auf den Bimetallschalter übertragen. Es kommt zur Abschaltung des Heizstroms über ein elektrisches Kontaktsystem. Dafür ist es aber erforderlich, dass das Heizelement mit seinem beheizten Abschnitt zumindest teilweise unmittelbar an der Behälterwand anliegt. Eine derartige Anordnung hat gleich mehrere Nachteile. Insbeson dere kann es zu einer erhöhten Korrosion kommen, wenn die metallischen Elemente direkten Kontakt haben. Es gibt aber auch Bedenken bezüglich der elektrischen Sicherheitsanforderungen. Weiterhin können beim Einströmen von Wasser durch eine derartige Lage des Heizelements unerwünschte Geräusche entstehen.

In der WO 93/18632 A1 ist eine Temperatursicherung für Heißwasserspeicher beschrieben, die fest in einem Kunststoffträger integriert ist. Die Enden eines Heizkörpers werden in den Kunststoffträger geführt. Die entsprechenden Heizkörperanschlüsse werden durch den Kunststoffträger nach Außen geführt. Um einen Bereich des Heizkörpers ist eine rohrförmige Umhüllung angeordnet. Dieser Bereich befindet sich nahe eines der beiden Enden des Heizkörpers. Ein Wärmeübertragungselement ist innerhalb der Umhüllung am Heizkörper angebracht. Das Wärmeübertragungselement ist direkt mit einem Temperaturschalter verbunden. Befindet sich kein Wasser im Boiler, kommt es zu einer schnellen Überhitzung des Heizkörpers. Die zu hohe Temperatur wird über das Wärmeübertragungselement an den Temperaturschalter übertragen und der Stromkreis wird unterbrochen. Ist der Boiler mit Wasser befüllt, dann befindet sich ebenfalls Wasser in der Umhüllung. Dieses Wasser wird solange erhitzt, bis es Siedetemperatur erreicht und als Dampf entweicht. Sobald das gesamte Wasser aus der Umhüllung entwichen ist, ist für den Bereich des Heizkörpers in der Umhüllung ein quasi „Boiler ohne Wasser-Zustand" erreicht. Es kommt zu einer schnellen Überhitzung dieses Heizkörperbereichs und einem Auslösen des Temperaturschalters. Von Nachteil ist, dass sich Temperaturschalter und Wärmeübertragungselement innerhalb des Kunststoffträgers befinden und so ein Zugriff auf diese Elemente, beispielsweise für Wartungszwecke, nicht möglich ist.

Ziel der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Heizungsanordnung mit einer verbesserten Temperatursicherung in Heißwasserspeichern zur Verfügung zu stellen, bei der ein guter Wärmekontakt zwischen der Temperatursicherung und dem Heizelement besteht und die Abschaltgeschwindigkeit an die speziellen Bedürfnisse des Heißwasserspeichers angepasst werden kann. Weiterhin soll ein aufwendiges Wechseln von Temperatursicherungen weitgehend entberlich werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Heizungsanordnung gelöst, deren Merkmale im beigefügten Anspruch 1 angegeben sind.

Ein wichtiger Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, dass nach dem Einsatzfall der Temperatursicherung ohne größere Aufwendungen und ohne Auswechseln von Bauteilen eine Regeneration der Temperatursicherung möglich ist.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn eine Gesamtanordnung aus einem Flansch, einem Rohrheizkörper sowie einer Temperaturschutzeinrichung gebildet ist und der Flansch einen rechten Einzug, einen mittleren Einzug und einen linken Einzug besitzt, wobei im rechten Einzug das rechte Heizungsrohrende mit einer rechten unbeheizten Länge, im mittleren Einzug die Temperaturschutzeinrichtung insbesondere mit seinem Mantel und im linken Einzug das linke Heizungsrohrende mit der linken unbeheizten Länge gehaltet ist und die Einzüge Radien aufweisen, in denen Lotdichtungen eingebettet sind und die Temperaturschutzeinrichtung einen Schaltbereich und einen Temperaturleitbereich aufweist, und der Schaltbereich zwei Kontaktfahnen, ein Gehäuse mit Schalteinrichtung und der Temperaturleitbereich einen Befestigungsstift und umhüllenden Mantel mit Deckel aufweist, wobei zwischen dem Befestigungsstift und dem Mantel mit Deckel Wärmeleitpaste vorgesehen ist und eine Wärmebrücke vom beheizten Rohrheizkörper über den Deckel mit Mantel über die Wärmeleitpaste zum Befestigungsstift und der Wärmeleitplatte gegeben ist und der Deckel am beheizten Rohrheizkörper anliegt und eine feste Verbindung über die Kontaktlötstelle vorliegt und die Temperaturschutzeinrichtung elektrisch in Reihe mit dem Rohrheizkörper und einem Thermostat geschaltet ist.

Erfindungsgemäß ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass die Wärmeleitpaste sowohl aus stark wärmeleitenden Material und die Geschmeidigkeit erhaltenden Material besteht.

Eine weitere vorteilhafte Konfiguration der Erfindung liegt dadurch vor, dass das Flanschmaterial aus einem Wärmeleiter wie Kupfer besteht und eine Dicke von ein bis zwei Milimetern aufweist.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung ist dadurch gegeben, dass die rechte unbeheizte Länge und die linke unbeheizte Länge kleiner als fünfzig Milimeter ist.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass der Abstand zwischen den drei Einzügen und der Außenwand des rechten Heizungsrohrendes, dem Mantel des Temperaturleitbe reiches und der Außenwand des linearen Heizungsrohrendes zwischen Null und fünfzehn hundertstel Milimeter liegt.

Nach der Erfindung ist in vorteilhafter Weise weiterhin vorgesehen, dass der Temperaturleitbereich einen Befestigungsstift aufweist, der ein Gewinde trägt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Temperaturleitbereich, der Temperaturschutzeinrichtung und dem Heizbereich des Rohrheizkörpers ein Wärmeleitkörper eingebracht, der am Deckel angelenkt ist, und über eine Anbindung mit der Konaktlötstelle am Rohrheizkörper befestigt ist und eine Länge, die kleiner als fünfzig Milimeter ist, aufweist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt die Abschalttemperatur geringfügig über der Kochtemperatur des Wassers bei 100°C.

Von Vorteil ist es, wenn die Rückschalttemperatur der Temperatursicherung ohne Beheizung über der höchsten üblichen Raumtemperatur liegt, und wenn bei der Temperatursicherung mit Beheizung eine Wiedereinschaltung bei Temperaturen kleiner 4°C erfolgt.

Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll an Hand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert werden. Die Darstellungen zeigen im Einzelnen:
1: eine prinzipielle Darstellung der erfindungsgemäßen Gesamtanordnung, das heißt der erfindungsgemäßen Heizungsanordnung mit wiedereinstellbarer Temperatursicherung in einem Heißwasserspeicher im Teilschnitt,
2: eine vergrößerte Darstellung der erfindungsgemäßen Gesamtanordnung mit dem erfindungsgemäßen Flanschbereich Im Teilschnitt nach 1,
3: eine prinzipielle Darstellung der nach der Erfindung vorgesehenen Kontaktbrücke in Draufsicht,
4: eine prinzipielle Darstellung der erfindungsgemäß vorgesehenen Schaltung der Gesamtanordnung,
5: eine prinzipielle Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung der erfindungsgemäßen Gesamtanordnung für einen Übertischheißwasserspeicher,
6: eine prinzipielle Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung der erfindungsgemäßen Gesamtanordnung für einen Untertischheißwasserspeicher,
7: eine prinzipielle Darstellung einer nach der Erfindung vorgesehenen Thermoschaltervariante,
8: eine weitere Variante einer Ausgestaltung der Gesamtanordnung im Flanschbereich in Vorderansicht und Teilschnitt für eine Übertischvariante
9: eine weitere Variante einer Ausgestaltung der Gesamtanordnung im Flanschbereich in Vorderansicht und Teilschnitt für eine Untertischvariante.

1: Gesamtanordnung
2: Flansch
3: Rohrheizkörper
4: Temperaturschutzeinrichtung
5: Wärmebrücke
6: Wärmeleitpaste
7: Lotdichtung
8: rechtes Heizungsrohrende
9: Heizbereich
10: Flanschsitz
11: Flanschaufnahme
12: Heißwasserspeicherinnenbehälter
13: Befestigungsstift
14: Kontaktfahne
15: linkes heizrohrende
16: rechter Einzug
17: mittlerer Einzug
18: linker Einzug
19: Mantel
20: Kontaktbrücke
21: Heizwiderstand
22: rechter Kontakt
23: linker Kontakt
24: Träger
25: Durchbruch
26: Schalter
27: Überbrückungswiderstand
28: rechte unbeheizte Länge
29: linke unbeheizte Länge
30: Radius
31: Außenwand
32: Kontaktlötstelle
33: Deckel
34: Befestigungsplatte
35: Gegendruckplatte
36: Schaltbereich
37: Temperaturleitbereich
38: Gehäuse
39: Schalteinrichtung
40: Wärmeübergangszone
41: Stromkreislauf
42: Dicke
43: Abstand
44: Gewinde
45: Wärmeleitkörper
48: Länge
47: Anbinudng
48: Thermosstat
49: Abdeckung
50: Feder
51: Bimetallscheibe
52: Widerstand
53: Schaltstift
54: Wärmeleitplatte

Claims

Heizungsanordnung für Heißwasserspeicher mit einem Flansch (2); einem Rohrheizkörper (3), der mit den unbeheizten Längen (28, 29) seiner Heizungsrohrenden im Flansch (2) gehaltert ist; und mit einer wiedereinstellbaren Temperatursicherung (4), die ebenfalls im Flansch (2) gehaltert ist und einen elektrischen Schaltbereich (36) sowie einen Befestigungsstift (13) besitzt, der wärmeleitend an eine Bimetallscheibe (51) gekoppelt ist, die bei Erwärmung einen elektrisch mit dem Rohrheizkörper in Reihe geschalteten Kontakt (20) betätigt, wobei zwischen dem beheizten Abschnitt (9) des Rohrheizkörpers (3) und dem Befestigungsstift ein Wärmeleitbereich (37, 33, 19) ausgebildet ist, der zumindest einen den Befestigungsstift (13) umhüllenden Mantel (19) mit einem zum Rohrheizkörper gewandten Deckel (33) sowie zwischen Mantel (19) und Befestigungsstift (13) befindliche Wärmeleitpaste (6) aufweist, um die Wärme vom beheizten Abschnitt (9) des Rohrheizkörpers (3) zum Befestigungsstift (13) und von diesem an die Bimetallscheibe (51) zu leiten.
Heizungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (33) des umhüllenden Mantels (19) über eine Kontaktlötstelle (32) direkt mit dem beheizten Abschnitt (9) des Rohrheizkörpers (3) fest verbunden ist.
Heizungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (33) des umhüllenden Mantels (19) über einen zusätzlichen Wärmeleitkörper (45) mit dem beheizten Abschnitt (9) des Rohrheizkörpers (3) fest verbunden ist.
Heizungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unbeheizten Längen (28, 29) des Rohrheizkörpers (3) in einem rechten und einem linken Einzug (16, 18) im Flansch (2) befestigt sind, und dass die Temperatursicherung (4) in einem mittleren Einzug (17) im Flansch (2) gehaltert ist.
Heizungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unbeheizten Längen (28, 29) des Rohrheizkörpers (3) und die Temperatursicherung (4) in den Einzügen (16, 17, 18) im Flansch (2) mit Lotdichtung befestigt sind.
Heizungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatursicherung (4) elektrisch in Reihe mit dem Rohrheizkörper (3) und einem Thermostat (48) geschaltet ist.
Heizungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltbereich (36) der Temperatursicherung (4), zwei Kontaktfahnen (14) und ein Gehäuse (38) mit einer Schalteinrichtung (39) besitzt, welche den geschalteten Kontakt (20) umfasst.