DE202014007689U1

DE202014007689U1 - Haustechnikgerät, insbesondere Warmwasserspeicher

Info

Publication number: DE202014007689U1
Application number: DE202014007689.8U
Authority: DE
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-01-08
Anticipated expiration: 2024-09-26

Abstract

Haustechnikgerät, insbesondere Warmwasserspeicher, mit einem Speicherbehälter (110) zur Aufnahme von zu erwärmendem Wasser, einer Opferanode (120), die in den Speicherbehälter (110) hineinragt, und einer Anodenverbrauchseinheit (13), die in einer ersten Betriebsart dazu ausgestaltet ist, mindestens einen aufladbaren Stromspeicher (140), insbesondere einen Kondensator, derart an die Opferanode (120) und den Speicherbehälter (110) zu schalten, dass der aufladbare Stromspeicher (140) durch den Anodenstrom von der Opferanode (120) zu dem Speicherbehälter (110) aufladbar ist, und die in einer zweiten Betriebsart dazu ausgestaltet ist, den mindestens einen Stromspeicher (140) als Spannungsversorgung zum Messen des Anodenstroms zu verwenden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Haustechnikgerät und insbesondere einen Warmwasserspeicher.
Bei Warmwasserspeichern sowie bei anderen Haustechnikgeräten mit einem Speicherbehälter spielt ein Korrosionsschutz eine wichtige Rolle. Beispielsweise wird bei einem Warmwasserspeicher eine Opferanode innerhalb des Speichers zum Schutz vor Korrosion vorgesehen.
Wenn Metall mit Wasser, feuchter Luft oder dergleichen in Berührung kommt, dann kann es zu einer Korrodierung des Metalls kommen. Zur Verhinderung dieser Korrodierung wird ein Korrosionsschutz beispielsweise in Form von Opferanoden verwendet. Die Opferanode ist dabei typischerweise negativer als das zu schützende Metall. Als Opferanode kann dazu beispielsweise Magnesium verwendet werden. Um den Korrosionsschutz vorzusehen, kann das zu schützende Metall beispielsweise der Speicherbehälter eines Warmwasserspeichers mit einer Opferanode leitend verbunden werden. Hierbei wirkt das Metall als Kathode und die Opferanode wirkt als Anode. Somit fließt ein Strom in Richtung der Kathode, d. h. des zu schützenden Metalls. Dies bewirkt, dass die Opferanode Elektronen an den Sauerstoff abgibt und dadurch oxidiert. Typischerweise wird die Opferanode mit der Zeit verbraucht und muss erneuert werden, damit der Korrosionsschutz erhalten bleibt.
Eine Kontrolle des Abtrags der Opferanode kann durch ein regelmäßiges Ausbauen und eine visuelle Begutachtung erfolgen. Ferner kann eine Kontrolle der Opferanode durch Farbänderung von Farbumschlagspillen erfolgen. Des Weiteren kann durch Kontaktierung eines Druckschalters und Anzeige in der Bedienblende eine Kontrolle erfolgen. Ferner kann eine manuelle Betätigung eines Drehspulinstrumentes und Anzeige des Anodenstroms erfolgen. Des Weiteren kann ein automatisches Messen des Anodenstroms mittels einer elektronischen Regelung sowie einer entsprechenden Anzeige durchgeführt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Haustechnikgerät vorzusehen, welches eine verbesserte Anzeige von verbrauchten Opferanoden ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Haustechnikgerät nach Anspruch 1 gelöst.
Somit wird ein Haustechnikgerät, insbesondere ein Warmwasserspeicher, mit einem Speicherbehälter zur Aufnahme von zu erwärmendem Wasser, einer Opferanode, die in den Speicherbehälter hineinragt, und einer Anodenverbrauchseinheit vorgesehen. Die Anodenverbrauchseinheit ist in einer ersten Betriebsart dazu ausgestaltet, mindestens einen aufladbaren Stromspeicher, insbesondere einen Kondensator, derart an die Opferanode und den Speicherbehälter zu schalten, dass der aufladbare Stromspeicher durch den Anodenstrom von der Opferanode zu dem Speicherbehälter aufladbar ist. In einer zweiten Betriebsart ist die Anodenverbrauchseinheit dazu ausgestaltet, den mindestens einen Stromspeicher als Spannungsversorgung zum Messen des Anodenstroms zu verwenden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind mindestens zwei Kondensatoren als Stromspeicher vorgesehen. In der ersten Betriebsart sind die mindestens zwei Kondensatoren parallel geschaltet. In der zweiten Betriebsart sind die mindestens zwei Kondensatoren in Reihe geschaltet und mit der Anodenverbrauchseinheit gekoppelt, um als Spannungsversorgung für die Anodenverbrauchseinheit zu dienen. Damit wird eine netzunabhängige Spannungsversorgung für die Anodenverbrauchseinheit vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Anodenverbrauchseinheit eine Versorgungsspannungseinheit auf, welche in der zweiten Betriebsart mit den in Reihe geschalteten Kondensatoren gekoppelt ist. Die Anodenverbrauchseinheit weist ferner eine Messspannungseinheit zum Messen des Schutzstromes an der Opferanode auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Anodenverbrauchseinheit eine Anzeigeeinheit und/oder eine Störmeldungseinheit auf, wobei mittels der Anzeigeeinheit und/oder der Störmeldeeinheit eine Störung ausgegeben werden kann, wenn der von der Messspannungseinheit gemessene Strom unterhalb eines Grenzwertes liegt, um anzuzeigen, dass die Opferanode auszutauschen ist.
Gemessen wird vorzugsweise der zwischen der Anode und dem Behälter fließende Strom. Unterschreitet dieser einen Grenzwert, beispielsweise 0,3 mA, soll die Anode getauscht werden.
Die Erfindung betrifft den Gedanken, eine weitere elektronische Baugruppe zur Kontrolle des Anodenabtrags vorzusehen und zur Spannungsversorgung für diese elektronische Baugruppe einen aufladbaren Stromspeicher zu verwenden, der durch die zwischen der Opferanode und dem Speicherbehälter vorhandene Spannungsdifferenz aufgeladen werden kann. Hierzu kann die Opferanode isoliert in den Behälter eingebaut werden. Die Anode und der Behälter können mittels elektrischer Leitungen mit der elektronischen Baugruppe verbunden werden.
Gemäß der Erfindung wird eine verbesserte Erfassung ermöglicht, ab wann die Opferanode in einem Haustechnikgerät verbraucht ist. Dazu wird eine Anodenverbrauchseinheit vorgesehen, welche eine Messeinheit, eine Anzeigeeinheit und mindestens einen aufladbaren Stromspeicher aufweist. Der aufladbare Stromspeicher wird von der Opferanode aufgeladen und die sich daran befindliche elektrische Energie kann zum Betrieb der Messeinheit verwendet werden. In einer ersten Betriebsart kann der aufladbare Stromspeicher, beispielsweise ein Kondensator, durch die Spannungsdifferenz zwischen Anode und dem Speicherbehälter aufgeladen werden. In einer zweiten Betriebsart kann die in dem aufladbaren Stromspeicher gespeicherte Energie zum Messen des Stromes an der Opferanode verwendet werden. Wenn der gemessene Strom unter einen Grenzwert fällt, dann muss die Anode ausgetauscht werden. Dies kann optional mittels einer Anzeigeeinheit und/oder durch eine Störmeldung angezeigt werden. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können mindestens zwei aufladbare Stromspeicher z. B. in Form von Kondensatoren vorgesehen werden. Während des Aufladevorgangs können die beiden Stromspeicher parallel geschaltet sein. Während der zweiten Betriebsart werden die beiden aufladbaren Stromspeicher in Reihe geschaltet.
Weitere Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Warmwasserspeichers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 zeigt eine schematische Darstellung des Haustechnikgerätes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer ersten Betriebsart und
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Warmwasserspeichers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und in einer zweiten Betriebsart.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Haustechnikgerätes, insbesondere eines Warmwasserspeichers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Warmwasserspeicher 100 weist einen Speicherbehälter 110 auf, in welchem das warme Wasser bzw. das zu erwärmende Wasser zu speichern ist. Der Speicherbehälter 110 weist eine Opferanode 120 auf, welche aus Korrosionsschutzgründen vorgesehen wird. Der Warmwasserspeicher 100 weist ferner eine Anodenverbrauchseinheit 13 auf, welche eine Messeinheit 130 und mindestens einen aufladbaren Stromspeicher beispielsweise in Form eines Kondensators 140 aufweist. Optional kann die Anodenverbrauchseinheit 13, insbesondere die Messeinheit 130, eine Anzeigeeinheit 133, eine Messspannungseinheit 132 und/oder eine Störmeldungseinheit 134 aufweisen. Des Weiteren kann ein Widerstand 131 in Reihe zu der Opferanode 120 vorgesehen sein. Die Anzeigeeinheit 133 kann beispielsweise mindestens eine LED 150 ansteuern. Der Kondensator 140 ist über wenigstens eine Leitung 160 mit der Versorgungsspannungseinheit 135 verbunden. Weiterhin ist ein Kontakt 170 vorgesehen. Dieser Kontakt 170 ist in einem Normalfall geschlossen. In diesem Normalfall fließt Strom von der Anode 120 zum Behälter 110 und bewirkt einen kathodischen Korrosionsschutz. In einem Messfall ist der Kontakt 170 geöffnet, so dass die Messeinheit 130 misst. In einem Ladezustand ist der Kontakt 170 geöffnet. In diesem Fall lädt der Anodenstrom den Kondensator 140.
2 zeigt einen schematischen Aufbau eines Warmwasserspeichers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In 2 ist eine erste Betriebsart gezeigt, nämlich ein Aufladevorgang der beiden Kondensatoren 140. In der ersten Betriebsart wird die zwischen der Opferanode 120 und dem Speicherbehälter 110 vorhandene Spannungsdifferenz zur Aufladung der Kondensatoren 140 verwendet. In der ersten Betriebsart sind die mindestens zwei Kondensatoren 140 parallel geschaltet.
Vorzugsweise ist die Opferanode 120 isoliert zu dem Speicherbehälter 110 angeordnet, damit der fließende Strom gemessen werden kann. Sowohl die Opferanode 120 als auch der Speicherbehälter 110 ist mit der Anodenverbrauchseinheit 13 als auch den Kondensatoren 140 verbunden.
In 3 ist der Warmwasserspeicher 100 in der zweiten Betriebsart gezeigt. In der zweiten Betriebsart sind die mindestens zwei Kondensatoren 140 in Reihe geschaltet und mit der Versorgungsspannungseinheit 135 beispielsweise über die Leitungen 160 gekoppelt. Die beiden in Reihe geschalteten Kondensatoren 140 liefern dann die für die Anodenverbrauchseinheit 13 benötigte Spannungsversorgung über der Versorgungsspannungseinheit 135. Die Versorgungsspannungseinheit 135 versorgt dann die Messspannungseinheit 132 mit der benötigten Versorgungsspannung, um den Schutzstrom an der Opferanode 120 zu erfassen. Wenn der erfasste Strom an der Opferanode 120 unter einen Grenzwert fällt, dann ist die Anode 120 auszutauschen. Zusätzlich dazu kann optional durch die Anzeigeeinheit 133 und die LEDs 150 eine optische Anzeige implementiert werden, dass die Anode 120 ausgetauscht werden muss. Optional kann durch die Störmeldeeinheit 134 eine Störmeldung versendet werden, welche anzeigt, dass die Opferanode 120 ausgetauscht werden sollte.
Wenn der Kontakt zwischen der Anode 120 und dem Behälter 110 geschlossen ist, dann ist der kathodische Korrosionsschutz aktiv und die LEDs 150 können beispielsweise „grün” anzeigen, sodass der Anwender weiß, dass der Korrosionsschutz aktiv ist.
Zum Messen des Schutzstromes an der Opferanode 120 durch die Verbrauchseinheit 130 wird der interne Kontakt zwischen der Anode 120 und dem Behälter 110 geöffnet. So kann eine Verbindung zwischen der Anode 120 und dem Behälter 110 über die Anodenverbrauchseinheit 13 geleitet werden. Hierbei kann mittels der Messspannungseinheit 132 der zwischen der Anode 120 und dem Behälter 110 fließende Strom erfasst werden. Wenn der Strom ausreichend groß ist, dann können die LEDs 150 grün leuchten. Wenn der Strom unter einen Grenzwert fällt, dann zeigt dies an, dass die Anode 120 verbraucht ist. In diesem Fall können die LEDs 150 rot leuchten, um anzuzeigen, dass die Anode 120 auszutauschen ist. Optional kann in diesem Fall mittels der Störmeldeeinheit 134 eine Störmeldung ausgegeben werden.
In der ersten Betriebsart sind die beiden Kondensatoren 140 parallel geschaltet und der Strom der Opferanode 120 wird durch den Widerstand 131 und die mindestens zwei parallel geschalteten Kondensatoren 140 geleitet, sodass die beiden Kondensatoren 140 aufgeladen werden. Gemäß der Erfindung können die Kondensatoren 140 beziehungsweise die Akkumulatoren 140 bei Unterschreitung einer Mindestspannung aufgeladen werden.
Während dieses Aufladeprozesses ist der kathodische Korrosionsschutz durch die Opferanode nicht mehr ausreichend vorhanden. Da die Zeit, welche zum Aufladen der Kondensatoren 140 benötigt werden, nur sehr kurz ist, kann der kurzzeitig ausgesetzte Korrosionsschutz hingenommen werden.
Zum Durchführen der Messung des Stroms an der Opferanode 120 werden die mindestens zwei Kondensatoren 140 in Reihe geschaltet, damit sie eine größere Spannung abgeben können, sodass ein höheres Spannungsniveau erreicht wird zur Versorgung der Anodenverbrauchseinheit 13.
Alternativ beziehungsweise zusätzlich zu der Anodenverbrauchseinheit 13 können zusätzliche Auswerte- und/oder Anzeigeeinheiten vorgesehen sein. Diese Anzeigeneinheiten können die durch Sensoren innerhalb des Behälters ermittelte Temperatur ausgeben. Zusätzlich beziehungsweise alternativ dazu kann die Warmwassermenge innerhalb des Behälters durch entsprechende Sensoren erfasst und anschließend angezeigt werden. Entsprechendes gilt für die Durchflussmenge und die Wärmemenge.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Opferanode 120 und die Anodenverbrauchseinheit 13 als ein Bauteil ausgestaltet beziehungsweise zu einem Bauteil integriert. Alternativ dazu kann die Anodenverbrauchseinheit 13 auf die Anode 120 aufgesteckt werden.
Gemäß der Erfindung kann der Anodenstrom, d. h. der Strom der zwischen der Anode 120 und dem Behälter 110 fließt, zum Aufladen mindestens eines Kondensators 140 verwendet werden, sodass ein netzspannungsunabhängiger Betrieb einer Anodenverbrauchseinheit 13 ermöglicht wird. Wenn die Spannung, welche die jeweiligen Kondensatoren 140 liefern können, nicht ausreichend zur Versorgung der Anodenverbrauchseinheit 13 ist, dann können beispielsweise zwei Kondensatoren 140 in Reihe geschaltet werden, um eine höhere Spannung erreichen zu können.

Claims

Haustechnikgerät, insbesondere Warmwasserspeicher, mit einem Speicherbehälter (110) zur Aufnahme von zu erwärmendem Wasser, einer Opferanode (120), die in den Speicherbehälter (110) hineinragt, und einer Anodenverbrauchseinheit (13), die in einer ersten Betriebsart dazu ausgestaltet ist, mindestens einen aufladbaren Stromspeicher (140), insbesondere einen Kondensator, derart an die Opferanode (120) und den Speicherbehälter (110) zu schalten, dass der aufladbare Stromspeicher (140) durch den Anodenstrom von der Opferanode (120) zu dem Speicherbehälter (110) aufladbar ist, und die in einer zweiten Betriebsart dazu ausgestaltet ist, den mindestens einen Stromspeicher (140) als Spannungsversorgung zum Messen des Anodenstroms zu verwenden.
Haustechnikgerät nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei Kondensatoren (140) als Stromspeicher vorgesehen sind, wobei in der ersten Betriebsart die mindestens zwei Kondensatoren (140) parallel geschaltet sind, wobei in der zweiten Betriebsart die mindestens zwei Kondensatoren (140) in Reihe geschaltet sind und mit der Anodenverbrauchseinheit (13) gekoppelt sind, um als Spannungsversorgung für die Anodenverbrauchseinheit (13) zu dienen.
Haustechnikgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anodenverbrauchseinheit (13) eine Versorgungsspannungseinheit (135) aufweist, welche in der zweiten Betriebsart mit den in Reihe geschalteten Kondensatoren (140) gekoppelt ist, und eine Messspannungseinheit (132) zum Messen des Schutzstromes an der Opferanode (120).
Haustechnikgerät nach Anspruch 3, wobei die Anodenverbrauchseinheit (13) eine Anzeigeeinheit (133) und/oder eine Störmeldeeinheit (134) aufweist, wobei mittels der Anzeigeeinheit (133) und/oder der Störmeldeeinheit (134) eine Störung ausgegeben werden kann, wenn der von der Messspannungseinheit (132) gemessene Strom unterhalb eines Grenzwertes liegt, um anzuzeigen, dass die Opferanode (120) auszutauschen ist.