DE19545155A1

DE19545155A1 - Heizpatrone

Info

Publication number: DE19545155A1
Application number: DE19545155A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Glanz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1995-12-04
Publication date: 1996-06-13
Also published as: ATA225694A

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizpatrone für Warmwasserspeicher, mit einem an der Außenwand des Warmwasserspeichers anbringbaren Gehäuse, in dem ein durch eine Temperatureinstellvorrichtung einstellbarer Thermostat und ein die Überschreitung einer vorbestimmten Maximaltemperatur verhindernder Temperaturbegrenzer untergebracht sind, und von welchem wenigstens ein einen elektrischen Heizleiter aufweisender Heizstab, ein mit dem einstellbaren Thermostat verbundener Temperaturfühler sowie ein mit dem Temperaturbegrenzer verbundener Sicherheitstemperaturfühler abstehen, wobei der Heizstab, der Temperaturfühler und der Sicherheitstemperaturfühler in den Innenraum des Warmwasserspeichers einführbar sind und der Temperaturfühler sowie der Sicherheitstemperaturfühler vorzugsweise von einem Schutzrohr umgeben sind.

Derartige Heizpatronen für Warmwasserspeicher sind bereits bekannt. Sie dienen zur Erwärmung des im Warmwasserspeicher befindlichen Brauchwassers insbesondere dann, wenn diese Erwärmung des Brauchwassers infolge Stillsetzung des Zentralheizungskessels in den Sommermonaten nicht mehr über das von diesem Zentralheizungskessel erhitzte Wärmeträgermedium erfolgt. In der Regel weist die Wand des Warmwasserspeichers eine Gewindeöffnung auf, in die ein mit dem Gehäuse der Heizpatrone verbundener Gewindeansatz einschraubbar ist. Die Erwärmung des Brauchwassers im Warmwasserspeicher erfolgt dann über wenigstens einen in den Innenraum des Warmwasserspeichers ragenden elektrischen Heizstab.

Bei bekannten Heizpatronen ist weiters ein in den Innenraum des Warmwasserspeichers einführbarer Temperaturfühler vorgesehen, der mit einem Thermostat im Gehäuse der Heizpatrone über eine Kapillarleitung in Verbindung steht, wobei der Thermostat mit einer Temperatureinstellvorrichtung versehen ist, über welche die gewünschte Brauchwassertemperatur eingestellt werden kann. Das im Temperaturfühler befindliche Fluid wirkt über die Kapillarleitung auf das Regelorgan des Thermostats und bewirkt dadurch eine Regelung der Stromzufuhr zu den Heizstäben. Um, insbesondere bei Ausfall der erwähnten Thermostatregelung, eine Überhitzung des Brauchwassers zu vermeiden, ist es notwendig, zusätzlich zum Temperaturfühler eine Sicherheitstemperaturbegrenzungseinrichtung vorzusehen. Bei einer bekannten Ausführung ist zu diesem Zweck im Innenraum des Warmwasserspeichers ein Sicherheitstemperaturfühler angeordnet, der gleichfalls über eine Kapillarleitung mit einem im Gehäuse der Heizpatrone vorgesehenen Temperaturbegrenzer verbunden ist, der auf eine werksseitig eingestellte, nicht wie der Thermostat durch die Bedienungsperson wählbare Maximaltemperatur eingestellt ist und dann, wenn das Brauchwasser diese Maximaltemperatur erreicht hat, die Stromzufuhr zu den Heizstäben auf jeden Fall unterbricht.

In der Regel sind der Temperaturfühler und der Sicherheitstemperaturfühler mit den zugehörigen Kapillarleitungen von einem Schutzrohr umgeben.

Probleme treten bei den bekannten Heizpatronen durch Verkalkung der Heizstäbe auf. An den eine hohe Temperatur aufweisenden Oberflächen der Heizstäbe bilden sich Kalkablagerungen, die als Wärmeisolierschicht wirken und dadurch den Wärmeübergang zwischen den Heizstäben und dem zu erwärmenden Brauchwasser beeinträchtigen. Übersteigt die durch die Kalkablagerungen bewirkte Wärmeisolierung einen bestimmten Wert, so kommt es zu einer Überhitzung der Stäbe bzw. der darin angeordneten Heizleiter und diese Heizleiter brennen durch, was zur Folge hat, daß die gesamte Heizpatrone ausgewechselt werden muß.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Heizpatrone für Warmwasserspeicher zu schaffen, welche eine Früherkennung der Kalkablagerungen auf den Heizstäben möglich macht und daher dem Benutzer des Warmwasserspeichers die Möglichkeit gibt, die Kalkablagerungen zu entfernen, noch bevor die Heizleiter durch brennen. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Kombination folgender Merkmale vor:

a) Heizstäbe und Sicherheitstemperaturfühler bzw. das den Sicherheitstemperaturfühler umgebende Schutzrohr sind über eine Wärmebrücke aus gut wärmeleitfähigem Material wie beispielsweise Messing, Kupfer oder Aluminium miteinander verbunden;
b) Bei Anordnung eines Schutzrohres ist die Wärmebrücke an jener Stelle angeordnet, wo sich im Inneren des Schutzrohres der Sicherheitstemperaturfühler befindet;
c) Die Wärmebrücke ist mit dem Sicherheitstemperaturfühler bzw. dem diesen Sicherheitstemperaturfühler umgebenden Schutzrohr und den Heizstäben fest, insbesondere durch Löten, Schweißen, Verpressen od. dgl. verbunden;
d) Der Temperaturbegrenzer ist auf eine Maximaltemperatur zwischen 70°C und 110°C eingestellt.

Durch die Kombination dieser Merkmale wird folgender Effekt bewirkt:

Bei einer Verkalkung der Heizstäbe wird die Wärmeabfuhr von den Heizstäben verzögert, so daß in diesen Heizstäben ein Wärmestau entsteht, der zu einem Temperaturanstieg der in den Heizstäben befindlichen Heizleiter führt. Dieser Temperaturanstieg wird über die Wärmebrücke, die sich an jener Stelle befindet, wo der Sicherheitstemperaturfühler angeordnet ist, auf direktem Weg auf diesen Sicherheitstemperaturfühler übertragen, wobei durch die feste und daher einen guten Wärmeübergang gewährleistende Verbindung der Wärmebrücke mit dem Sicherheitstemperaturfühler bzw. dem diesen umgebenden Schutzrohr und den Heizstäben eine rasche Temperaturübertragung gewährleistet ist und ein unmittelbarer Wärmeübergang infolge der festen Verbindung auch bei fortschreitender Verkalkung der Heizstäbe sichergestellt ist. Der Temperaturanstieg an der Oberfläche der Heizstäbe wird somit unmittelbar und ohne wesentliche Zeitverzögerung vom Sicherheitstemperaturfühler dem Temperaturbegrenzer übermittelt, dessen Maximaltemperatur auf einen Wert zwischen 70°C und 110°C eingestellt ist, so daß dieser Temperaturbegrenzer die Stromzufuhr zu den Heizleitern zu einem Zeitpunkt unterbricht, bei welchem zwar die Verkalkung der Heizstäbe bereits stark fortgeschritten ist, jedoch noch nicht die unmittelbare Gefahr des Durchbrennens der Heizleiter gegeben ist. Hat der Temperaturbegrenzer angesprochen, was beispielsweise durch eine Warnleuchte angezeigt werden kann, so besteht für den Benutzer des Warmwasserspeichers die Möglichkeit, die Heizpatrone auszubauen, die Heizstäbe auf geeignete Weise, z. B. mechanisch oder durch chemische Mittel, von der Verkalkung zu befreien und in der Folge wieder einzusetzen. Ein den Ersatz der Heizpatrone erforderndes Durchbrennen der Heizleiter wird somit vermieden, da rechtzeitig auf das Erfordernis der Reinigung der Heizleiter aufmerksam gemacht wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizpatrone dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der Heizpatrone und Fig. 2 stellt einen Schnitt nach der Linie II-II Fig. 1 dar.

Die erfindungsgemäße Heizpatrone weist ein Gehäuse 1 auf, das mit einer Tülle 2 versehen ist, durch welche das nicht gezeigte elektrische Anschlußkabel in das Innere des Gehäuses 1 geführt werden kann. In diesem Gehäuse 1 befindet sich ein durch einen Einstellknopf 3 auf die gewünschte Brauchwassertemperatur einstellbarer Thermostat sowie ein die Überschreitung einer vorbestimmten Maximaltemperatur verhindernder Temperaturbegrenzer. Diese Maximaltemperatur wird werkseitig eingestellt, und zwar bei der erfindungsgemäßen Heizpatrone auf einen Betrag zwischen 70°C und 110°C, und kann jedenfalls vom Benützer der Heizpatrone bzw. des Warmwasserspeichers nicht verstellt werden.

Vom Gehäuse steht ein Gewindeansatz 4 ab, der in eine entsprechende Gewindeöffnung in der Wand eines Warmwasserspeichers eingeschraubt werden kann, wodurch das Gehäuse abgedichtet am Warmwasserspeicher fixiert ist. Vom Gehäuse 1 bzw. vom Gewindeansatz 4 stehen in den Innenraum des Warmwasserspeichers ragende Heizstäbe 5 ab, in welchen elektrische Heizleiter 6 vorgesehen sind. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei derartige Heizstäbe 5 mit darin befindlichen Heizleitern 6 angezeigt, es kann aber natürlich auch eine kleinere oder größere Anzahl solcher Heizstäbe 5 Verwendung finden.

Zwischen den Heizstäben 5 befindet sich ein etwa parallel zu den Heizstäben 5 verlaufendes Schutzrohr 7, das einen Temperaturfühler 8 und einen Sicherheitstemperaturfühler 9 umgibt. Der Temperaturfühler 8 ist über eine Kapillarleitung mit dem im Gehäuse befindlichen Thermostaten, der Sicherheitstemperaturfühler 9 über eine Kapillarleitung mit dem im Gehäuse 1 befindlichen Temperaturbegrenzer verbunden.

Dort, wo der Sicherheitstemperaturfühler 9 und auch der Temperaturfühler 8 im Schutzrohr 7 angeordnet sind, ist dieses Schutzrohr 7 mit den Heizstäben 5 über eine Wärmebrücke 10 aus gut wärmeleitendem Material wie beispielsweise Messing, Kupfer oder Aluminium verbunden, wobei die Verbindungsstellen 11 verschweißt sind, so daß ein guter Wärmeübergang gewährleistet ist. Es können die Verbindungsstellen 11 aber auch hartverlötet oder lediglich verpreßt sein. Auf jeden Fall muß für eine gute Wärmeübertragung an der Verbindungsstelle 11 gesorgt werden.

Bildet sich auf den Heizstäben 5 nach einer bestimmten Betriebsdauer eine Schicht aus abgelagertem Kalk, so wird durch diese Schicht eine Wärmeisolierung der Heizstäbe 5 bewirkt, durch die der Wärmeübergang zwischen der von den Heizstäben 5 abgegebenen Wärme und dem im Warmwasserspeicher befindlichen Brauchwasser erheblich gestört wird, wodurch es zu einem Wärmestau in den Heizstäben 5 und damit zu einem Temperaturanstieg der Heizleiter 6 kommt. Dieser Temperaturanstieg wird unmittelbar über die Wärmebrücke 10 auf den Sicherheitstemperaturfühler 9 und von diesem auf den im Gehäuse 1 befindlichen Temperaturbegrenzer übertragen und bewirkt eine Unterbrechung der Stromzufuhr zu den Heizleitern 6, welche gegebenenfalls auch angezeigt werden kann. Dies ist für den Benutzer des Warmwasserspeichers ein Signal, daß die Heizpatrone ausgebaut und die Heizstäbe 5 von den Kalkablagerungen befreit werden müssen. Unzulässig hohe, ein Durchbrennen der Heizleiter 6 bewirkende Temperaturen werden dadurch vermieden.

Claims

Heizpatrone für Warmwasserspeicher, mit einem an der Außenwand des Warmwasserspeichers anbringbaren Gehäuse (1), in dem ein durch eine Temperatureinstellvorrichtung (3) einstellbarer Thermostat und ein die Überschreitung einer vorbestimmten Maximaltemperatur des im Warmwasserspeicher befindlichen Brauchwassers verhindernder Temperaturbegrenzer untergebracht sind, und von welchem wenigstens ein einen elektrischen Heizleiter (6) aufweisender Heizstab (5), ein mit dem einstellbaren Thermostat verbundener Temperaturfühler (8) sowie ein mit dem Temperaturbegrenzer verbundener Sicherheitstemperaturfühler (9) abstehen, wobei der Heizstab (5), der Temperaturfühler (8) und der Sicherheitstemperaturfühler (9) in den Innenraum des Warmwasserspeichers einführbar sind und der Temperaturfühler (8) sowie der Sicherheitstemperaturfühler (9) vorzugsweise von einem Schutzrohr (7) umgeben sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
- a) Heizstäbe (5) und Sicherheitstemperaturfühler (9) bzw. das den Sicherheitstemperaturfühler (9) umgebende Schutzrohr (7) sind über eine Wärmebrücke (10) aus gut wärmeleitfähigem Material wie beispielsweise Messing, Kupfer oder Aluminium miteinander verbunden.
- b) Bei Anordnung eines Schutzrohres (7) ist die Wärmebrücke (10) an jener Stelle angeordnet, wo sich im Inneren des Schutzrohres (7) der Sicherheitstemperaturfühler (9) befindet.
- c) Die Wärmebrücke (10) ist mit dem Sicherheitstemperaturfühler (9) bzw. mit dem diesen Sicherheitstemperaturfühler umgebenden Schutzrohr (7) und den Heizstäben (5) fest, insbesondere durch Löten, Schweißen, Verpressen od. dgl. verbunden.
- d) Der Temperaturbegrenzer ist auf eine Maximaltemperatur zwischen 70°C und 110°C eingestellt.