DE202023106588U1 - Heating pipe for preheating a heat transfer medium - Google Patents

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Abstract

Heizrohr (1) zum Vorwärmen eines Wärmeträgers einer Zentralheizung oder zum Vorwärmen von Trinkwasser,wobei das Heizrohr (1) eine Leitung (2) zum Transport des Wärmeträgers oder des Trinkwassers,einen Heizwiderstand (4), welcher um die Leitung (2) gewunden ist,eine wärmedämmende Hülle (3), welche die Leitung (2) und den Heizwiderstand (4) umschließt,einen ersten Temperatursensor (6) zur Messung einer ersten Temperatur des Heizwiderstandes (4) undeinen zweiten Temperatursensor (7) zur Messung eine zweiten Temperatur des Heizwiderstandes (4)aufweist,dadurch gekennzeichnet, dassdas Heizrohr (1) wenigstens eine weitere Sensoreinrichtung (8) aufweist, welche wenigstens einen Wert einer externen Größe erfasst, und das Heizrohr (1) eine Phasenanschnittsteuerung (9) zum Stellen der Wärmeleistung des Heizwiderstands (4) sowie eine Regelungseinrichtung (10) zum Regeln der Phasenanschnittsteuerung (9) aufweist, wobei die Regelungseinrichtung (10) dazu geeignet und bestimmt ist, die Phasenanschnittsteuerung (9) unter Berücksichtigung der ersten Temperatur, der zweiten Temperatur und des Wertes der externen Größe zu regeln.Heating pipe (1) for preheating a heat transfer medium for central heating or for preheating drinking water, the heating pipe (1) having a line (2) for transporting the heat transfer medium or drinking water, a heating resistor (4) which is wound around the line (2). , a heat-insulating cover (3) which encloses the line (2) and the heating resistor (4), a first temperature sensor (6) for measuring a first temperature of the heating resistor (4) and a second temperature sensor (7) for measuring a second temperature of the Heating resistor (4), characterized in that the heating tube (1) has at least one further sensor device (8) which detects at least one value of an external variable, and the heating tube (1) has a phase control (9) for adjusting the thermal output of the heating resistor ( 4) and a control device (10) for regulating the phase control (9), the control device (10) being suitable and intended to control the phase control (9) taking into account the first temperature, the second temperature and the value of the external variable regulate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizrohr zum Vorwärmen eines Wärmeträgers einer Zentralheizung oder zum Vorwärmen von Trinkwasser. Das Heizrohr weist eine Leitung zum Transport des Wärmeträgers beziehungsweise Trinkwassers auf, sowie einen Heizwiderstand, welcher um die Leitung gewunden ist. Zudem weist das Heizrohr eine wärmedämmende Hülle auf, welche die Leitung und den Heizwiderstand umschließt. Mittels zweier Temperatursensoren werden zwei Temperaturen des Heizwiderstandes gemessen.The invention relates to a heating pipe for preheating a heat transfer medium for central heating or for preheating drinking water. The heating pipe has a line for transporting the heat transfer medium or drinking water, as well as a heating resistor which is wound around the line. In addition, the heating pipe has a heat-insulating cover that encloses the line and the heating resistor. Two temperatures of the heating resistor are measured using two temperature sensors.

Für die Beheizung von Gebäuden kommen überwiegend Zentralheizungen zum Einsatz. Zentralheizungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine einzige zentrale Heizstelle besitzen und über einen Wärmeträger mehrere Räume oder ein Gebäude mit der erzeugten Wärme versorgen. Bei Warmwasserheizungen dient aufgeheiztes Wasser als Wärmeträger. Übliche Heizstellen sind Heizkessel oder Kombithermen. Letztere sind Heizgeräte, welche sowohl zur Erwärmung des Wärmeträgers der Heizung als auch zur Erwärmung des Trinkwassers dienen.Central heating systems are predominantly used to heat buildings. Central heating systems are characterized by the fact that they have a single central heating point and supply several rooms or a building with the heat generated via a heat transfer medium. In hot water heating systems, heated water serves as a heat transfer medium. Common heating points are boilers or combination boilers. The latter are heating devices that are used both to heat the heating medium and to heat the drinking water.

Der erhitzte Wärmeträger wird über ein Rohrleitungssystem, dem sogenannten Heizkreis in die Räume beziehungsweise im Gebäude geleitet und verteilt. Dabei wird der an der zentralen Heizstelle erwärmte Wärmeträger von der Heizstelle über einen Vorlauf des Heizkreises an Heizkörper oder Radiatoren im Gebäude geleitet. Diese Heizkörper beziehungsweise Radiatoren dienen als Wärmetauscher und geben einen Teil der vom Wärmeträger transportierten thermischen Energie an die Umgebung der zu beheizenden Räume ab. Der Wärmeträger wird über den Rücklauf des Heizkreises zurück an die zentrale Heizstelle geführt. Dabei ist die Temperatur des über den Rücklauf an der Heizstelle ankommenden Wärmeträgers niedriger als die Temperatur des von der Heizstelle erwärmten und über den Zulauf geführten Wärmeträgers. Die Temperaturdifferenz beträgt in der Regel ca. 5°C.The heated heat transfer medium is fed into the rooms or in the building and distributed via a pipe system, the so-called heating circuit. The heat transfer medium heated at the central heating point is passed from the heating point via a flow in the heating circuit to radiators or radiators in the building. These radiators or radiators serve as heat exchangers and release part of the thermal energy transported by the heat carrier into the surroundings of the rooms to be heated. The heat transfer medium is returned to the central heating point via the return of the heating circuit. The temperature of the heat transfer medium arriving at the heating point via the return is lower than the temperature of the heat transfer medium heated by the heating point and passed over the inlet. The temperature difference is usually around 5°C.

Um eine konstante Beheizung des Gebäudes zu gewährleisten, muss der rückläufige Wärmeträger durch die Heizstelle wieder auf die gewünschte Temperatur für den Zulauf aufgeheizt werden. Das Aufheizen des rückläufigen Wärmeträgers benötigt umso mehr Energie, je größer die Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmeträger im Vorlauf und im Rücklauf ist.In order to ensure constant heating of the building, the declining heat transfer medium must be heated back up to the desired temperature for the inlet by the heating point. Heating the returning heat transfer medium requires more energy, the greater the temperature difference between the heat transfer medium in the flow and return flow.

Daher ist es wünschenswert, die zuvor genannte Temperaturdifferenz möglichst klein zu halten. Eine passive Maßnahme besteht in einer Wärmedämmung der Rohrleitungen des Heizsystems überall dort, wo keine Wärmeübertragung gewünscht ist. Diese Maßnahme kann im Idealfall jedoch nur die Temperatur des Wärmeträgers nach Durchlauf durch die Heizkörper halten.It is therefore desirable to keep the aforementioned temperature difference as small as possible. A passive measure consists of thermal insulation of the heating system pipes wherever no heat transfer is desired. Ideally, however, this measure can only maintain the temperature of the heat transfer medium after it has passed through the radiators.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, auf energieeffiziente Weise die Temperaturdifferenz zwischen Wärmeträger im Vorlauf und Wärmeträger im Rücklauf beziehungsweise zwischen Kalt- und Warmwasser des Trinkwassers zu verkleinern.The object of the present invention is therefore to reduce the temperature difference between the heat transfer medium in the flow and the heat transfer medium in the return flow or between cold and hot water in the drinking water in an energy-efficient manner.

Diese Aufgabe wird durch ein Heizrohr zum Vorwärmen eines Wärmeträgers einer Zentralheizung oder des kalten Trinkwassers gelöst. Das Heizrohr besitzt eine Leitung zum Transport des Wärmeträgers beziehungsweise Trinkwassers, einen Heizwiderstand, welcher um die Leitung gewunden ist und eine wärmedämmende Hülle, welche die Leitung und den Heizwiderstand umschließt. Mittels eines ersten Temperatursensors wird eine erste Temperatur des Heizwiderstandes gemessen, und mittels eines zweiten Temperatursensors eine zweite Temperatur des Heizwiderstandes. Das Heizrohr weist zudem wenigstens eine weitere Sensoreinrichtung auf, wobei diese einen Wert einer externen Größe erfasst. Weiterhin sind eine Phasenanschnittsteuerung zum Stellen der Wärmeleistung des Heizwiderstands sowie eine Regelungseinrichtung zum Regeln der Phasenanschnittsteuerung vorgesehen. Dabei ist die Regelungseinrichtung dazu geeignet und bestimmt, die Phasenanschnittsteuerung unter Berücksichtigung der ersten Temperatur, der zweiten Temperatur und des Wertes der externen Größe zu regeln.This task is solved by a heating pipe for preheating a heat transfer medium for central heating or cold drinking water. The heating pipe has a line for transporting the heat transfer medium or drinking water, a heating resistor which is wound around the line and a heat-insulating cover which encloses the line and the heating resistor. A first temperature of the heating resistor is measured using a first temperature sensor, and a second temperature of the heating resistor is measured using a second temperature sensor. The heating pipe also has at least one further sensor device, which detects a value of an external variable. Furthermore, a phase control for adjusting the thermal output of the heating resistor and a control device for regulating the phase control are provided. The control device is suitable and intended to regulate the phase control taking into account the first temperature, the second temperature and the value of the external variable.

Das Heizrohr ist daher für die Unterstützung einer Zentralheizung oder bei der Warmwasserbereitung von Trinkwasser vorgesehen.The heating pipe is therefore intended to support central heating or for hot water preparation of drinking water.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Zentralheizung um eine Warmwasserheizung, sodass es sich bei dem Wärmeträger vorzugsweise um Wasser handelt. Es sind aber auch andere Wärmeträger, wie beispielsweise Thermoöle vorstellbar, sodass auch andere Heizungstypen als Zentralheizung in Frage kommen.The central heating is preferably a hot water heating system, so that the heat transfer medium is preferably water. However, other heat carriers, such as thermal oils, are also conceivable, so that other types of heating can also be considered as central heating.

Vorzugsweise dient die Leitung zum einen dem Transport des Wärmeträgers beziehungsweise des Trinkwassers durch das Heizrohr. Dabei fließt der Wärmeträger beziehungsweise das Trinkwasser an einem ersten Ende des Heizrohrs in die Leitung hinein, fließt dann durch die Leitung hindurch und an einem zweiten Ende des Heizrohrs wieder aus der Leitung hinaus. Zum anderen dient die Leitung als Wärmeübertrager. Dazu nimmt die Leitung die thermische Energie des Heizwiderstandes auf und gibt sie an den Wärmeträger beziehungsweise das Trinkwasser ab, um letzteren zu erwärmen. Vorteilhaft handelt es sich daher bei der Leitung um ein Rohr oder Schlauch aus Kupfer oder Aluminium. Es sind aber auch andere Materialien, bevorzugt Metalle vorstellbar. Dabei ist die Leitung vorzugsweise ein gerades Rohr. Dies hat den Vorteil, dass das Heizrohr einfach in das Rohrleitungssystems des Heizkreises oder in die Trinkwasserleitung eingesetzt werden kann, wobei ein Stück des Rohrleitungssystems durch das Heizrohr ersetzt wird. Es ist aber auch denkbar, dass die Leitung und somit das Heizrohr einen Rohrbogen oder Windungen aufweist.Preferably, the line serves, on the one hand, to transport the heat transfer medium or drinking water through the heating pipe. The heat transfer medium or the drinking water flows into the line at a first end of the heating pipe, then flows through the line and out of the line again at a second end of the heating pipe. On the other hand, the line serves as a heat exchanger. To do this, the line absorbs the thermal energy of the heating resistor and transfers it to the heat transfer medium or the drinking water in order to heat the latter. The line is therefore advantageously a pipe or hose made of copper or aluminum. However, other materials, preferably metals, are also conceivable. The line is preferably a straight pipe. This has the advantage that the heating pipe can be easily inserted into the piping system of the heating circuit or into the drinking water pipe, with a piece of the piping system being replaced by the heating pipe. However, it is also conceivable that the line and thus the heating pipe has a pipe bend or turns.

Der Heizwiderstand dient dem Umwandeln von elektrischer Energie in thermische Energie. In einer sehr einfachen Ausführungsform handelt es sich bei dem Heizwiderstand um einen Heizleiter, also um einen Metalldraht. Es sind aber auch weitere Ausführungsformen des Heizwiderstandes vorstellbar, wie beispielsweise Rohrheizkörper, in denen der Heizwiderstand gewendelt oder gewellt ist oder in Mäanderform vorliegt. Die vom Heizwiderstand erzeugte thermische Energie wird auf die Leitung übertragen und von dort an den Wärmeträger beziehungsweise an das Trinkwasser übertragen.The heating resistor is used to convert electrical energy into thermal energy. In a very simple embodiment, the heating resistor is a heating conductor, i.e. a metal wire. However, other embodiments of the heating resistor are also conceivable, such as tubular heating elements in which the heating resistor is coiled or corrugated or has a meandering shape. The thermal energy generated by the heating resistor is transferred to the line and from there to the heat transfer medium or to the drinking water.

Alternativ ist neben dem Heizwiderstand auch eine Induktionsheizung zum Erwärmen des Leiters vorstellbar, sodass der Leiter die thermische Energie an den Wärmeträger übergeben kann. Es ist auch vorstellbar, dass statt des Heizwiderstands ein Blankdrahtheizelement zum Einsatz kommt. Dieses wird direkt vom Wärmeträger umspült, um dieses zu erhitzen. Alternatively, in addition to the heating resistor, an induction heater for heating the conductor is also conceivable so that the conductor can transfer the thermal energy to the heat transfer medium. It is also conceivable that a bare wire heating element is used instead of the heating resistor. This is directly surrounded by the heat transfer medium in order to heat it up.

Daher ist das Blankdrahtheizelement innerhalb der Leitung angeordnet. Es sind aber auch andere Konzepte zur Umwandlung von elektrischer in thermische Energie vorstellbar.Therefore, the bare wire heating element is arranged within the line. However, other concepts for converting electrical energy into thermal energy are also conceivable.

Die Leitung und der Heizwiderstand werden von einer wärmedämmenden Hülle umschlossen. Dazu kann die Hülle um die Leitung und den Heizwiderstand gewickelt, geschäumt oder auf eine Andere vorteilhafte Weise angebracht werden. Die Hülle reduziert die Abgabe von thermischer Energie an die Umgebung und sorgt somit dafür, dass die vom Heizwiderstand erzeugte thermische Energie hauptsächlich an die Leitung und somit an den Wärmeträger beziehungsweise das Trinkwasser übertragen wird. Die Hülle kann dazu aus natürlichen und/oder künstlichen Dämmstoffen bestehen. Beispielsweise kann es sich bei dem Dämmstoff um einen Schaum auf Basis von Polyurethan (PU-Schaum) handeln. Vorzugsweise ist die Hülle höchstfeuerbeständig oder zumindest feuerhemmend.The cable and the heating resistor are enclosed in a thermally insulating cover. For this purpose, the sleeve can be wrapped around the line and the heating resistor, foamed or attached in another advantageous manner. The casing reduces the release of thermal energy to the environment and thus ensures that the thermal energy generated by the heating resistor is mainly transferred to the pipe and thus to the heat transfer medium or the drinking water. For this purpose, the shell can consist of natural and/or artificial insulating materials. For example, the insulation material can be a foam based on polyurethane (PU foam). Preferably, the casing is highly fire-resistant or at least fire-retardant.

Ein erster Temperatursensor ist zur Messung einer ersten Temperatur des Heizwiderstandes vorgesehen. Ein zweiter Temperatursensor ist zur Messung einer zweiten Temperatur des Heizwiderstandes vorgesehen. Hierzu können alle geeigneten Temperatursensoren verwendet werden. Diese können beispielsweise NTC-Thermistoren oder bevorzugt PTC-Thermistoren aufweisen. Vorzugsweise sind der erste Temperatursensor und der zweite Temperatursensor außen auf den Heizwiderstand angebracht und entlang der Längsachse des Heizrohrs zueinander beabstandet. Bevorzugt ist dabei ist der erste Temperatursensor tendenziell näher am ersten Ende des Heizrohres angebracht und der zweite Temperatursensor tendenziell näher am zweiten Ende des Heizrohres. Auf diese Weise kann mit den beiden Temperatursensoren die Temperatur des Heizwiderstandes überwacht werden. Dies dient dem Schutz des Heizwiderstandes. Anhand der beiden von den Temperatursensoren ermittelten Werten wird die Wärmeleistung des Heizwiderstandes geregelt.A first temperature sensor is provided for measuring a first temperature of the heating resistor. A second temperature sensor is provided for measuring a second temperature of the heating resistor. All suitable temperature sensors can be used for this. These can have, for example, NTC thermistors or preferably PTC thermistors. Preferably, the first temperature sensor and the second temperature sensor are attached to the outside of the heating resistor and are spaced apart from one another along the longitudinal axis of the heating tube. It is preferred that the first temperature sensor tends to be attached closer to the first end of the heating tube and the second temperature sensor tends to be attached closer to the second end of the heating tube. In this way, the temperature of the heating resistor can be monitored with the two temperature sensors. This serves to protect the heating resistor. The thermal output of the heating resistor is regulated based on the two values determined by the temperature sensors.

Eine weitere Sensoreinrichtung dient der Erfassung wenigstens eines Wertes einer externen Größe. Diese externe Größe ist bevorzugt charakteristisch für von einer Solarstromanlage bereitgestellten Leistung. Besonders bevorzugt ist die externe Größe charakteristisch für einen Überschuss an Leistung, die von einer Solarstromanlage erzeugt wird. Über die externe Größe kann somit bevorzugt auf die Leistung zurückgeschlossen werden, die eine Solarstromanlage produziert, und besonders bevorzugt auf die Leistung, die von einer Solarstromanlage produziert wird, beziehungsweise auf die, die ungenutzt bleibt.Another sensor device is used to detect at least one value of an external variable. This external variable is preferably characteristic of the power provided by a solar power system. The external variable is particularly preferably characteristic of an excess of power generated by a solar power system. The external variable can therefore preferably be used to draw conclusions about the power that a solar power system produces, and particularly preferably about the power that is produced by a solar power system or that which remains unused.

Bevorzugt ist die externe Größe die Helligkeit und insbesondere die Helligkeit des Tageslichts. Vorzugsweise wird hierzu der Lichteinfall gemessen. Bevorzugt wird der Lichteinfall auf die Solarstromanlage bestimmt. Es ist aber auch denkbar, dass der Lichteinfall an einem Außenbereich oder beispielsweise in der Nähe eines Fensters bestimmt wird.The external variable is preferably the brightness and in particular the brightness of daylight. For this purpose, the incidence of light is preferably measured. The incidence of light on the solar power system is preferably determined. However, it is also conceivable that the incidence of light is determined in an outdoor area or, for example, near a window.

Es ist auch denkbar, dass die externe Größe ein elektrischer Strom ist. Bevorzugt handelt es sich bei diesem elektrischen Strom um denjenigen, welcher als Überschuss aus der Solarstromanlage in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird. So ist es vorstellbar, dass das Vorliegen eines Überschusses an Strom, welcher durch die Solarstromanlage produziert wird, anhand der externen Größe erkannt wird.It is also conceivable that the external quantity is an electric current. This electrical current is preferably the one which is fed into the public power grid as surplus from the solar power system. It is conceivable that the presence of an excess of electricity produced by the solar power system is recognized based on the external quantity.

Die Wärmeleistung, die vom Heizwiderstand umgesetzt wird, wird über eine Phasenanschnittsteuerung gestellt. Die Phasenanschnittsteuerung muss dabei nicht unmittelbar mit den restlichechen Komponenten des Heizrohres in Kontakt stehen, sondern kann auch extern angebracht sein und bevorzugt über Kabel mit diesen und insbesondere mit der Regelungseinrichtung und dem Heizwiderstand verbunden sein. Die Phasenanschittsteuerung kann aber auch in die Hülle des Heizrohres eingebettet sein. Die Phasenanschnittsteuerung wird mit Wechselspannung betrieben, wobei die Amplitude der Eingangsspannung vorzugsweise in einem Bereich von 200 V bis 250 V liegt und bevorzugt 230 V beträgt. Durch Pulsdauermodulation wird die effektive Spannung, mit der der Heizwiderstand betrieben wird, eingestellt. Dazu wird der Stromfluss innerhalb der Phasenanschnittsteuerung vorzugsweise durch einen Triac gesteuert.The thermal output that is converted by the heating resistor is set via a phase control. The phase control does not have to be in direct contact with the remaining components of the heating pipe, but can also be attached externally and preferably connected to them and in particular to the control device and the heating resistor via cable. The phase control can also be embedded in the casing of the heating pipe tet be. The phase control is operated with alternating voltage, the amplitude of the input voltage preferably being in a range from 200 V to 250 V and preferably being 230 V. The effective voltage with which the heating resistor is operated is adjusted using pulse duration modulation. For this purpose, the current flow within the phase control is preferably controlled by a triac.

Die Phasenanschnittsteuerung wird durch eine Regelungseinrichtung unter Berücksichtigung der ersten Temperatur, der zweiten Temperatur und des Wertes der externen Größe geregelt. Auch die Regelungseinrichtung muss dabei nicht unmittelbar mit den restlichen Komponenten des Heizrohres in Kontakt stehen, sondern kann extern angebracht sein, wobei sie bevorzugt über Kabel mit dem ersten und zweiten Temperatursensor und der weiteren Sensoreinrichtung sowie der Phasenanschnittsteuerung verbunden ist. Die Regelungseinrichtung kann aber auch in die Hülle des Heizrohrs eingebettet sein. Es ist auch vorstellbar, dass die Regelungseinrichtung insbesondere mit der weiteren Sensoreinrichtung kabellos kommunizieren kann.The phase control is regulated by a control device taking into account the first temperature, the second temperature and the value of the external variable. The control device does not have to be in direct contact with the remaining components of the heating pipe, but can be attached externally, preferably being connected via cable to the first and second temperature sensors and the further sensor device as well as the phase control. The control device can also be embedded in the casing of the heating pipe. It is also conceivable that the control device can communicate wirelessly, in particular with the further sensor device.

In einer weiteren Ausführungsform ist die weitere Sensoreinrichtung ein Helligkeitsschalter. Mit diesem ist die Helligkeit des Tageslichts als externe Größe bestimmbar.In a further embodiment, the further sensor device is a brightness switch. This allows the brightness of daylight to be determined as an external variable.

Die Helligkeit wird vorzugsweise an der Solarstromanlage bestimmt. Es ist auch denkbar, dass die Helligkeit an einem anderen Ort im Außenbereich oder in der Nähe eines Fensters bestimmt wird. Der Helligkeitsschalter dient dazu, dass das Heizrohr ab einer bestimmten Helligkeit aktiviert wird, liegt diese Helligkeit nicht vor, so wird das Heizrohr deaktiviert. Dies ist vorteilhaft, wenn eine bestimmte Helligkeit erreicht wird, bei der die Solarstromanlage den Energiebedarf für das Gebäude mehr als abdeckt. Hierbei ist es vorstellbar, dass das Heizrohr aktiviert wird und somit die Überschüssige elektrische Energie in Form von thermischer Energie in den Heizkreis beziehungsweise in das Warmwassersystem einspeist. So kann der Überschuss an elektrische Energie, die von der Solarstromanlage produziert wird, effektiv genutzt werden. Gleichzeitig kann vermieden werden, dass bei einer zu geringen Helligkeit das Heizrohr mit Strom aus dem öffentlichen Stromnetz betrieben wird.The brightness is preferably determined on the solar power system. It is also conceivable that the brightness is determined at another location outside or near a window. The brightness switch is used to activate the heating tube at a certain brightness. If this brightness is not present, the heating tube is deactivated. This is advantageous when a certain level of brightness is reached at which the solar power system more than covers the building's energy needs. It is conceivable that the heating pipe is activated and thus feeds the excess electrical energy in the form of thermal energy into the heating circuit or into the hot water system. In this way, the excess electrical energy produced by the solar power system can be used effectively. At the same time, it can be avoided that the heating tube is operated with electricity from the public power grid if the brightness is too low.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Sensoreinrichtung ein Stromstärkensensor.In a further embodiment, the sensor device is a current intensity sensor.

Bevorzugt misst der Stromstärkensensor den elektrischen Strom, der in das öffentliche Stromnetzt eingespeist wird. Dieser eingespeiste Strom ergibt sich aus einem Überschuss an elektrischem Strom, der von der Solarstromanlage produziert wird, aber nicht verbraucht wird. Hierbei ist es denkbar, dass der Strom an der Stelle gemessen wird, wo er in das öffentliche Netzt eingespeist werden soll. Vorzugsweise wird die Stromstärke im Kabel galvanisch getrennt bestimmt.The current sensor preferably measures the electrical current that is fed into the public power grid. This electricity fed in results from a surplus of electrical power that is produced by the solar power system but is not consumed. It is conceivable that the electricity is measured at the point where it is to be fed into the public grid. The current strength in the cable is preferably determined galvanically isolated.

Als Stromstärkensensor sind auch Stromzähler denkbar, bevorzugt elektronische Stromzählen und besonders bevorzugt intelligente Stromzähler. Letztere können digitale Daten senden und empfangen, sodass es vorstellbar ist, dass diese mit der Regelungseinrichtung kabellos kommunizieren können.Electricity meters are also conceivable as current sensors, preferably electronic electricity meters and particularly preferably intelligent electricity meters. The latter can send and receive digital data, so it is conceivable that they can communicate wirelessly with the control device.

Der Vorteil, der sich aus dem Stromstärkensensor ergibt, liegt darin, dass ein effektiver Überschuss an Strom festgestellt werden kann, und das Heizrohr entsprechend aktiviert oder deaktiviert werden kann.The advantage of the current sensor is that an effective excess of current can be detected and the heating pipe can be activated or deactivated accordingly.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Heizrohr von einer Solarstromanlage betrieben.In a further embodiment, the heating pipe is operated by a solar power system.

So kann das Heizrohr vorteilhafterweise über einen Überschuss an von der Solarstromanlage produziertem Strom betrieben werden.The heating pipe can thus advantageously be operated using an excess of electricity produced by the solar power system.

Vorzugsweise kann das Heizrohr über das hausinterne Stromnetz betrieben werden, über welches der Strom aus der Solarstromanlage bereitgestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass das Heizrohr durch den von der Solarstromanlage produziertem Strom betrieben werden kann, ohne direkt mit der Solarstromanlage verbunden werden zu müssen.Preferably, the heating pipe can be operated via the in-house power network, via which the electricity from the solar power system is provided. This has the advantage that the heating pipe can be operated using the electricity produced by the solar power system without having to be connected directly to the solar power system.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Heizrohr an einem ersten Ende und an einem zweiten Ende Befestigungsvorrichtungen zum Einsetzen des Heizrohrs in den Rücklauf der Zentralheizung beziehungsweise in das Warmwassersystem auf.In a further embodiment, the heating pipe has fastening devices at a first end and at a second end for inserting the heating pipe into the return of the central heating or into the hot water system.

Vorzugsweise sind die Befestigungseinrichtungen übliche im Rohrleitungssystem eines Heizkreises beziehungsweise Warmwassersystems verbaute Verbindungselemente.The fastening devices are preferably common connecting elements installed in the piping system of a heating circuit or hot water system.

Bevorzugt wird so das Heizrohr in den Heizkreis der Zentralheizung integriert, vorzugsweise im Rücklauf der Zentralheizung, besonders bevorzugt unmittelbar vor der Heizstelle. Dabei ist es denkbar, dass eine vorhandene Zentralheizung um das Heizrohr erweitert, also umgerüstet wird. Dabei wird ein Teil des bestehenden Rücklaufs entfernt und durch das Heizrohr ersetzt. Es ist auch vorstellbar, dass das Heizrohr bei der Installation einer neuen Zentralheizung verbaut wird.The heating pipe is preferably integrated into the heating circuit of the central heating, preferably in the return of the central heating, particularly preferably directly in front of the heating point. It is conceivable that an existing central heating system is expanded to include the heating pipe, i.e. converted. Part of the existing return is removed and replaced by the heating pipe. It is also conceivable that the heating pipe is installed when installing a new central heating system.

Bevorzugt wird das Heizrohr in des Warmwassersystem integriert, vorzugsweise im Zulauf des Kaltwassers in das Warmwassersystem, besonders bevorzugt im Zulauf des Kaltwassers unmittelbar vor dem Warmwasserbereiter. Dabei ist es denkbar, dass ein vorhandenes Warmwassersystem um das Heizrohr erweitert, also umgerüstet wird. Dabei wird ein Teil des bestehenden Zulaufs für das Kaltwasser entfernt und durch das Heizrohr ersetzt. Es ist auch vorstellbar, dass das Heizrohr bei der Installation eines neuen Warmwassersystems verbaut wird.The heating pipe is preferably integrated into the hot water system, preferably in the inlet of the cold water into the hot water system, especially This is preferably in the cold water inlet directly in front of the water heater. It is conceivable that an existing hot water system is expanded to include the heating pipe, i.e. converted. Part of the existing cold water inlet is removed and replaced by the heating pipe. It is also conceivable that the heating pipe is installed when a new hot water system is installed.

In einer weiteren Ausführungsform umschließt der Heizwiderstand die Leitung zumindest teilweise. Dabei umschließt der Heizwiderstand die Leitung mit mehreren Windungen, wobei der Heizwiderstand und die Leitung in direktem Kontakt miteinander stehen.In a further embodiment, the heating resistor at least partially encloses the line. The heating resistor surrounds the cable with several turns, with the heating resistor and the cable being in direct contact with one another.

Aufgrund des direkten Kontakts zwischen Leitung und Heizwiderstand wird die thermische Energie bestmöglich vom Heizwiderstand an die Leitung übergeben. Um eine möglichst große Kontaktfläche zu erzielen, und um einen möglichst großen Heizwiderstand bereitzustellen, wird der Heizwiderstand möglichst oft um die Leitung gewunden. Bevorzugt umschließt der Heizwiderstand den Leiter so, dass nur ein kleiner Bereich an den Enden des Leiters nicht durch den Heizwiderstand bedeckt sind. Hierbei sollte bevorzugt ausreichend Platz für die Befestigungseinrichtung und/oder die Hülle vorhanden sein.Due to the direct contact between the cable and the heating resistor, the thermal energy is transferred from the heating resistor to the cable in the best possible way. In order to achieve the largest possible contact area and to provide the largest possible heating resistance, the heating resistance is wound around the cable as often as possible. The heating resistor preferably encloses the conductor in such a way that only a small area at the ends of the conductor is not covered by the heating resistor. There should preferably be sufficient space for the fastening device and/or the cover.

In einer weiteren Ausführungsform besteht der Heizwiderstand aus einem Draht aus einer Legierung. Die Legierung ist vorzugsweise die Legierung mit dem Markennamen Konstantan.In a further embodiment, the heating resistor consists of a wire made of an alloy. The alloy is preferably the alloy with the brand name Konstantan.

Der Durchmesser des Konstantandrahtes beträgt vorzugsweise 0,5 mm.The diameter of the constantan wire is preferably 0.5 mm.

Die Konstantan-Legierung hat die vorteilhafte Eigenschaft, dass sie über weite Temperaturbereiche einen nahezu konstanten spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, und eignet sich daher gut als Heizwiderstand.The constantan alloy has the advantageous property that it has an almost constant specific electrical resistance over wide temperature ranges and is therefore well suited as a heating resistor.

Für den Heizwiderstand sind aber auch andere, bekannte Heizleiterlegierungen, wie beispielsweise Kanthal denkbar.However, other known heating conductor alloys, such as Kanthal, are also conceivable for the heating resistor.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Draht des Heizwiderstandes eine Isolierung aus Perfluoralkoxy-Polymere (PFA) auf.In a further embodiment, the wire of the heating resistor has insulation made of perfluoroalkoxy polymers (PFA).

Der Durchmesser des Heizwiderstandes weist somit vorzugsweise einen Durchmesser von 0,8 mm auf.The diameter of the heating resistor therefore preferably has a diameter of 0.8 mm.

PFA haben die vorteilhafte Eigenschaft thermoplastisch verarbeitbar zu sein, sodass die PFA-Isolierung durch Extrudieren auf den Draht aufgebracht werden kann. Zudem sind PFA hochtemperaturfest und flammwidrig.PFA have the advantageous property of being thermoplastically processable, so that the PFA insulation can be applied to the wire by extrusion. PFA are also high temperature resistant and flame retardant.

Es ist auch denkbar, dass die Isolierung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder anderen geeigneten Isolatoren besteht.It is also conceivable that the insulation consists of polytetrafluoroethylene (PTFE) or other suitable insulators.

In einer weiteren Ausführungsform ist das Heizrohr radial so aufgebaut, dass die Leitung innen angeordnet ist und der Heizwiderstand außerhalb der Leitung angeordnet ist und die beiden Temperatursensoren wiederum außen an dem Heizwiderstand angeordnet sind. Zudem ist die Hülle sowohl außerhalb der Leitung und zumindest teilweise außerhalb des Heizwiderstandes sowie außerhalb der beiden Temperatursensoren angeordnet. Die Hülle umschließt den Heizwiderstand und die beiden Temperatursensoren vollständig und die Leitung zumindest teilweise. Die Hülle weist zumindest eine erste Schicht auf, welche zur Wärmedämmung vorgesehen und bestimmt ist.In a further embodiment, the heating tube is constructed radially in such a way that the line is arranged on the inside and the heating resistor is arranged outside the line and the two temperature sensors are in turn arranged on the outside of the heating resistor. In addition, the sleeve is arranged outside the line and at least partially outside the heating resistor as well as outside the two temperature sensors. The cover completely encloses the heating resistor and the two temperature sensors and at least partially encloses the cable. The cover has at least a first layer which is intended and intended for thermal insulation.

Bevorzugt sind die Phasenanschnittsteuerung und die Regelungseinrichtung in die Hülle und besonders bevorzugt in die erste Schicht der Hülle eingebettet.The phase control and the control device are preferably embedded in the casing and particularly preferably in the first layer of the casing.

Vorzugsweise weist die Hülle an der Außenseite eine zweite Schicht auf, die dazu vorgesehen und bestimmt ist, die erste Schicht beziehungsweise das Heizrohr vor äußeren Einflüssen, wie Feuchtigkeit, Chemikalien oder mechanischen Einflüssen zu schützen.The casing preferably has a second layer on the outside, which is intended and intended to protect the first layer or the heating tube from external influences such as moisture, chemicals or mechanical influences.

Bevorzugt weisen die Hülle und/oder die Leitung radiale Durchführungen auf, durch welche Anschlüsse und Kabel für den Heizwiderstand, den Durchflusssensor, die Temperatursensoren, den Sicherheitstemperaturbegrenzer, die Phasenanschnittsteuerung und/oder die Regelungseinrichtung geführt sind.The casing and/or the line preferably have radial feedthroughs through which connections and cables for the heating resistor, the flow sensor, the temperature sensors, the safety temperature limiter, the phase control and/or the control device are guided.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Heizrohr einen Durchflusssensor zum Messen des Durchflusses des Wärmeträgers oder des Trinkwassers durch die Leitung auf.In a further embodiment, the heating pipe has a flow sensor for measuring the flow of the heat transfer medium or drinking water through the line.

Der Durchflusssensor misst den Durchfluss des durch die Leitung transportierten Wärmeträgers beziehungsweise Trinkwassers. Als Durchflusssensor können verschiedene Arten zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Turbinenrad-Durchflussmesser. Auf diese Weise kann detektiert werden, ob der Wärmeträger beziehungsweise Trinkwasser durch die Leitung des Heizrohrs strömt. Abhängig vom Messergebnis des Durchflusssensors kann die Wärmeleistung des Heizwiderstands reguliert werden. Dabei ist es vorstellbar, dass zumindest zwei Zustände für den Heizdraht vorgesehen sind. So kann der Heizdraht in einem ersten Zustand deaktiviert sein und in einem zweiten Zustand die volle Wärmeleistung abgeben. Es sind aber auch weitere Zustände vorstellbar, wobei die Wärmeleistung in Abhängigkeit vom Durchfluss Wert zwischen 0% und 100% der maximalen Wärmeleistung annehmen kann.The flow sensor measures the flow of the heat transfer medium or drinking water transported through the pipe. Different types of flow sensors can be used, such as turbine wheel flow meters. In this way, it can be detected whether the heat transfer medium or drinking water flows through the heating pipe line. Depending on the measurement result of the flow sensor, the thermal output of the heating resistor can be regulated. It is conceivable that at least two states are provided for the heating wire. In this way, the heating wire can be deactivated in a first state be fourth and give off the full heat output in a second state. However, other states are also conceivable, whereby the thermal output can take on a value between 0% and 100% of the maximum thermal output depending on the flow.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Heizrohr einen Sicherheitstemperaturbegrenzer (STB) auf. Der Sicherheitstemperaturbegrenzer dient zur Unterbrechung des Vorwärmens mittels Heizrohres, wenn der STB eine Temperatur vorzugsweise größer 200°C, bevorzugt größer 180°C und besonders bevorzugt größer 150°C detektiert.In a further embodiment, the heating pipe has a safety temperature limiter (STB). The safety temperature limiter serves to interrupt the preheating by means of a heating tube when the STB detects a temperature preferably greater than 200°C, preferably greater than 180°C and particularly preferably greater than 150°C.

Auf diese Weise wird die Beschädigung des Heizrohrs selbst, beziehungsweise die Zerstörung einzelner Komponenten des Heizrohrs, oder die Beschädigung der Zentralheizung vermieden. Das Heizrohr kann vorzugsweise nur durch manuelles Einschalten des STB wieder aktiviert werden.In this way, damage to the heating pipe itself, or the destruction of individual components of the heating pipe, or damage to the central heating system is avoided. The heating tube can preferably only be reactivated by manually switching on the STB.

Es ist auch denkbar, dass dem STB ein Sicherheitstemperaturwächter (STW) vorgeschaltet ist, dessen Temperaturschwelle unterhalb der des STB liegt. Das Heizrohr wird bei Überschreiten der Temperaturschwelle des STW auch deaktiviert, wird aber bei Unterschreiten der Temperaturschwelle des STW wieder aktiviert.It is also conceivable that the STB is preceded by a safety temperature monitor (STW) whose temperature threshold is below that of the STB. The heating pipe is also deactivated when the temperature threshold of the STW is exceeded, but is activated again when the temperature threshold of the STW is undershot.

Das Heizrohr bietet daher eine Möglichkeit, überschüssige Energie aus einer Solarstromanlage in den Heizkreis einer Zentralheizung oder in ein Warmwassersystem einzuspeisen. Dazu wird das Heizrohr in den Heizkreis der Zentralheizung beziehungsweise des Warmwassersystems integriert. Die beiden Temperatursensoren sowie die weitere Sensoreinrichtung ermitteln spezifische Werte, die an die Regelungseinrichtung übertragen werden. Anhand der übermittelten Werte regelt die Regelungseinrichtung die Phasenanschnittsteuerung, welche dementsprechend den Heizwiderstand beziehungsweise die Wärmeleistung des Heizwiderstandes stellt.The heating pipe therefore offers a way to feed excess energy from a solar power system into the heating circuit of a central heating system or into a hot water system. For this purpose, the heating pipe is integrated into the heating circuit of the central heating or hot water system. The two temperature sensors and the other sensor device determine specific values that are transmitted to the control device. Based on the transmitted values, the control device regulates the phase control, which accordingly sets the heating resistor or the thermal output of the heating resistor.

Vorzugsweise liegt der Arbeitsbereich des Heizrohrs bei einer Temperatur des Heizdrahtes, gemessen am ersten und/oder zweiten Temperatursensor, zwischen 28°C und 150°C. Bevorzugt wird das Heizrohr bei einer Temperatur des Heizdrahtes, gemessen am ersten und/oder zweiten Temperatursensor, von 110°C deaktiviert.The working range of the heating tube is preferably at a temperature of the heating wire, measured at the first and/or second temperature sensor, between 28°C and 150°C. The heating tube is preferably deactivated at a temperature of the heating wire, measured at the first and/or second temperature sensor, of 110°C.

Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung der anliegenden Figuren erläutert. Gleichartige Komponenten können in den verschiedenen Ausführungsformen gleiche Bezugszeichen aufweisen.Further advantages, aims and properties of the present invention are explained with reference to the following description of the accompanying figures. Similar components can have the same reference numerals in the different embodiments.

In den Figuren zeigen:

  • 1 eine perspektivische Darstellung des Heizrohrs mit Teilschnitt
  • 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Heizrohrs
Show in the figures:
  • 1 a perspective view of the heating pipe with a partial section
  • 2 a schematic representation of an embodiment of the heating pipe

In der 1 ist eine Ausführungsform des Heizrohrs 1 mit einem Teilschnitt dargestellt. In dieser Ausführungsform erstreckt sich das Heizrohr 1 entlang der Achse A. Das Heizrohr weist eine Leitung 2 auf, welche sich ebenfalls entlang der Achse A erstreckt. Die Leitung 2 ist als Rohr ausgeführt, welches einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Die Längsachse der Leitung 2 ist in dieser Ausführung deckungsgleich mit der Achse A. Die Leitung 2 weist entlang der Längsachse auf einer Seite ein erstes Ende 11 und auf der gegenüberliegenden Seite der Leitung ein zweites Ende 12 auf.In the 1 an embodiment of the heating pipe 1 is shown with a partial section. In this embodiment, the heating tube 1 extends along the axis A. The heating tube has a line 2, which also extends along the axis A. The line 2 is designed as a tube which has a circular cross section. In this embodiment, the longitudinal axis of the line 2 is congruent with the axis A. The line 2 has a first end 11 along the longitudinal axis on one side and a second end 12 on the opposite side of the line.

Die Leitung 2 weist am ersten Ende 11 und am zweiten Ende 12 jeweils eine Öffnung auf. Durch diese Öffnungen kann beispielsweise ein Wärmeträger am ersten Ende 11 in die Leitung hineinströmen, und am zweiten Ende 12 aus dem Leiter hinausströmen. Die Strömungsrichtung innerhalb des Leiters 2 ist vorwiegend in Richtung 16, wobei diese Richtung 16 parallel zur Achse A verläuft.The line 2 has an opening at the first end 11 and at the second end 12. Through these openings, for example, a heat transfer medium can flow into the line at the first end 11 and flow out of the conductor at the second end 12. The direction of flow within the conductor 2 is predominantly in the direction 16, this direction 16 running parallel to the axis A.

Radial betrachtet ist außerhalb der Leitung 2 der Heizwiderstand 4 angeordnet, wobei der Heizwiderstand 4 in Kontakt zu der Leitung 2 steht und um diese mit einer Vielzahl von Windungen gewunden ist. Der Heizwiderstand 4 erstreckt sich somit in Richtung der Achse A über einen Bereich B1 der Leitung 2, wobei sich der Bereich B1 nicht bis an die Enden 11 und 12 erstreckt.Viewed radially, the heating resistor 4 is arranged outside the line 2, the heating resistor 4 being in contact with the line 2 and being wound around it with a large number of turns. The heating resistor 4 thus extends in the direction of the axis A over an area B1 of the line 2, the area B1 not extending to the ends 11 and 12.

Radial betrachtet ist außerhalb der Leitung 2 zudem eine Hülle 3 angeordnet. Die Hülle 3 erstreckt sich in Richtung der Achse A über einen Bereich B2, wobei der Bereich B2 größer ist als der Bereich B1. Zudem ist die Hülle 3 radial betrachtet im Bereich B1 auch außerhalb des Heizwiderstandes 4 angeordnet, wobei die Hülle 3 innerhalb des Bereichs B1 mit dem Heizwiderstand 4 in Kontakt steht. Außerhalb des Bereichs B2 steht die Hülle 3 mit der Leitung 2 in Kontakt.Viewed radially, a casing 3 is also arranged outside the line 2. The casing 3 extends in the direction of the axis A over an area B2, the area B2 being larger than the area B1. In addition, viewed radially, the sleeve 3 is also arranged outside the heating resistor 4 in the area B1, the sleeve 3 being in contact with the heating resistor 4 within the area B1. Outside the area B2, the casing 3 is in contact with the line 2.

Die Hülle 3 weist eine erste Schicht 14 und eine zweite Schicht 15 auf. Die zweite Schicht 15 bildet die Außenseite der Hülle 3, sodass die zweite Schicht 15 die beiden Stirnseiten sowie die äußere Mantelfläche der Hülle 3 bildet. Im Inneren der Hülle 3, also bezüglich der Stirnseiten und der äußeren Mantelfläche umschlossen von der zweiten Schicht 15 befindet sich die erste Schicht 14. Die innere Mantelfläche der Hülle 3 bildet die erste Schicht 14.The cover 3 has a first layer 14 and a second layer 15. The second layer 15 forms the outside of the casing 3, so that the second layer 15 forms the two end faces and the outer surface of the casing 3. Inside the casing 3, i.e. enclosed by the second layer 15 with respect to the end faces and the outer lateral surface, is the first layer 14. The inner lateral surface of the casing 3 forms the first layer 14.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des in 1 dargestellten Heizrohrs 1, wobei eine schematische Seitenansicht des Heizrohrs 1 dargestellt ist. Gleichartige Komponenten werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. 2 shows a schematic representation of a further embodiment of the in 1 shown heating pipe 1, a schematic being Ten view of the heating pipe 1 is shown. Similar components are identified with the same reference numbers.

Die Längsachsen der Leitung 2 und der Hülle 3 fallen weiterhin mit der Achse A übereinander. Der Heizwiderstand 4 ist um die Leitung 2 mit mehreren Windungen gewunden.The longitudinal axes of the line 2 and the casing 3 continue to coincide with the axis A. The heating resistor 4 is wound around the line 2 with several turns.

Am ersten Ende 11 und am zweiten Ende 12 sind jeweils Befestigungsvorrichtungen 13 um die Leitung 2 vorgesehen. Diese Befestigungsvorrichtungen 13 ragen am zweiten Ende 12 entlang der Achse A und in Richtung 16, und am ersten Ende 11 entlang der Achse A und entgegen der Richtung 16 über die Leitung 2 hinaus. Die Befestigungseinrichtungen 13 schließen am zweiten Ende 12 entlang der Achse A und entgegen Richtung 16, und am ersten Ende 11 entlang der Achse A und in der Richtung 16 mit der Hülle 3 bündig ab, sodass die Befestigungsvorrichtungen 13 außerhalb des Bereichs B2 liegen. Die Hülle 3 und die Befestigungsvorrichtungen 13 berühren sich dabei mit den Stirnseiten.Fastening devices 13 are provided around the line 2 at the first end 11 and at the second end 12. These fastening devices 13 protrude beyond the line 2 at the second end 12 along the axis A and in the direction 16, and at the first end 11 along the axis A and in the opposite direction to the direction 16. The fastening devices 13 are flush with the casing 3 at the second end 12 along the axis A and in the opposite direction 16, and at the first end 11 along the axis A and in the direction 16, so that the fastening devices 13 lie outside the area B2. The cover 3 and the fastening devices 13 touch each other with the end faces.

Das Heizrohr 1 weist im Inneren der Leitung 2 einen ersten Temperatursensor 6 und einen zweiten Temperatursensor 7 auf, wobei die Temperatursensoren 6 und 7 zueinander beabstandet sind und sich der erste Temperatursensor 6 bevorzugt am ersten Ende 11 und der zweite Temperatursensor 7 bevorzugt am zweiten Ende 12 befindet. Dabei befinden sich der erste Temperatursensor 6 und der zweite Temperatursensor 7 jeweils außerhalb des Bereichs B1 und innerhalb des Bereichs B2. Die beiden Temperatursensoren 6 und 7 sind jeweils über separate Kabel mit der Regelungseinrichtung 10 verbunden. Die Kabel verlaufen aus der Leitung 2 und durch die Hülle 3 in radialer Richtung.The heating pipe 1 has a first temperature sensor 6 and a second temperature sensor 7 inside the line 2, the temperature sensors 6 and 7 being spaced apart from one another and the first temperature sensor 6 preferably being located at the first end 11 and the second temperature sensor 7 preferably being located at the second end 12 located. The first temperature sensor 6 and the second temperature sensor 7 are each outside the area B1 and within the area B2. The two temperature sensors 6 and 7 are each connected to the control device 10 via separate cables. The cables run out of the line 2 and through the casing 3 in the radial direction.

Im Inneren der Leitung 2 ist der Durchflusssensor 5 angeordnet. Dieser ist mit der Regelungseinrichtung 10 über ein Kabel verbunden. Das Kabel verläuft aus der Leitung 2 und durch die Hülle 3 in radialer Richtung.The flow sensor 5 is arranged inside the line 2. This is connected to the control device 10 via a cable. The cable runs out of the line 2 and through the sheath 3 in the radial direction.

Die Regelungseinrichtung 10 befindet sich dezentral zur Leitung 2, der Hülle 3 und dem Heizwiderstand 4. Damit ist die Regelungseinrichtung 10 extern zu diesen Komponenten des Heizrohrs 1 angeordnet. Die Regelungseinrichtung 10 ist jeweils durch ein Kabel mit dem Temperatursensor 6, dem Temperatursensor 7, dem Durchflusssensor 5 und der weiteren Sensoreinrichtung 8 verbunden, und empfängt von diesen Komponenten Daten. Zudem ist die Regelungseinrichtung 10 mit der Phasenanschnittsteuerung 9 über ein Kabel verbunden.The control device 10 is located decentrally to the line 2, the casing 3 and the heating resistor 4. The control device 10 is therefore arranged externally to these components of the heating tube 1. The control device 10 is each connected by a cable to the temperature sensor 6, the temperature sensor 7, the flow sensor 5 and the further sensor device 8, and receives data from these components. In addition, the control device 10 is connected to the phase control 9 via a cable.

Die Phasenanschnittsteuerung 9 befindet sich dezentral zur Leitung 2, der Hülle 3 und dem Heizwiderstand 4. Damit ist die Phasenanschnittsteuerung 9 extern zu diesen Komponenten des Heizrohrs 1 angeordnet. Die Phasenanschnittsteuerung 9 ist über ein Kabel mit der Regelungseinrichtung 10 und über ein weiteres Kabel mit dem Heizwiderstand 4 verbunden.The phase control 9 is located decentrally to the line 2, the casing 3 and the heating resistor 4. The phase control 9 is therefore arranged externally to these components of the heating tube 1. The phase control 9 is connected to the control device 10 via a cable and to the heating resistor 4 via another cable.

Die weitere Sensoreinrichtung 8 befindet sich dezentral zur Leitung 2, der Hülle 3 und dem Heizwiderstand 4. Damit ist die Sensoreinrichtung 8 extern zu diesen Komponenten des Heizrohrs 1 angeordnet. Die Sensoreinrichtung 8 ist in dieser Ausführungsform durch ein Kabel mit der Regelungseinrichtung verbunden.The further sensor device 8 is located decentrally to the line 2, the casing 3 and the heating resistor 4. The sensor device 8 is therefore arranged externally to these components of the heating tube 1. In this embodiment, the sensor device 8 is connected to the control device by a cable.

Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.The applicant reserves the right to claim all features disclosed in the application documents as essential to the invention, provided that they, individually or in combination, are new compared to the prior art. It should also be noted that the individual figures also describe features that can be advantageous in themselves. The person skilled in the art immediately recognizes that a specific feature described in a figure can be advantageous even without adopting further features from this figure. Furthermore, the person skilled in the art will recognize that advantages can also arise from a combination of several features shown in individual or different figures.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
Heizrohrheating pipe
22
LeitungLine
33
HülleCovering
44
HeizwiderstandHeating resistance
55
DurchflusssensorFlow sensor
66
Erster TemperatursensorFirst temperature sensor
77
Zweiter TemperatursensorSecond temperature sensor
88th
Weitere SensoreinrichtungFurther sensor device
99
PhasenanschnittsteuerungPhase control
1010
RegelungseinrichtungControl device
1111
Erstes Ende des HeizrohrsFirst end of the heating pipe
1212
Zweites Ende des HeizrohrsSecond end of the heating tube
1313
BefestigungsvorrichtungFastening device
1414
erste Schicht / Dämmstofffirst layer / insulation material
1515
zweite Schichtsecond layer
1616
Fließrichtung des WärmeträgersFlow direction of the heat transfer medium
AA
Längsachse des HeizrohrsLongitudinal axis of the heating tube
B1B1
erster Bereichfirst area
B2B2
zweiter Bereichsecond area

Claims (11)

Heizrohr (1) zum Vorwärmen eines Wärmeträgers einer Zentralheizung oder zum Vorwärmen von Trinkwasser, wobei das Heizrohr (1) eine Leitung (2) zum Transport des Wärmeträgers oder des Trinkwassers, einen Heizwiderstand (4), welcher um die Leitung (2) gewunden ist, eine wärmedämmende Hülle (3), welche die Leitung (2) und den Heizwiderstand (4) umschließt, einen ersten Temperatursensor (6) zur Messung einer ersten Temperatur des Heizwiderstandes (4) und einen zweiten Temperatursensor (7) zur Messung eine zweiten Temperatur des Heizwiderstandes (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (1) wenigstens eine weitere Sensoreinrichtung (8) aufweist, welche wenigstens einen Wert einer externen Größe erfasst, und das Heizrohr (1) eine Phasenanschnittsteuerung (9) zum Stellen der Wärmeleistung des Heizwiderstands (4) sowie eine Regelungseinrichtung (10) zum Regeln der Phasenanschnittsteuerung (9) aufweist, wobei die Regelungseinrichtung (10) dazu geeignet und bestimmt ist, die Phasenanschnittsteuerung (9) unter Berücksichtigung der ersten Temperatur, der zweiten Temperatur und des Wertes der externen Größe zu regeln.Heating pipe (1) for preheating a heat transfer medium for central heating or for preheating drinking water, the heating pipe (1) having a line (2) for transporting the heat transfer medium or drinking water, a heating resistor (4) which is wound around the line (2). , a heat-insulating cover (3) which encloses the line (2) and the heating resistor (4), a first temperature sensor (6) for measuring a first temperature of the heating resistor (4) and a second temperature sensor (7) for measuring a second temperature of the heating resistor (4), characterized in that the heating tube (1) has at least one further sensor device (8) which detects at least one value of an external variable, and the heating tube (1) has a phase control (9) for adjusting the thermal output of the Heating resistor (4) and a control device (10) for regulating the phase control (9), the control device (10) being suitable and intended to control the phase control (9) taking into account the first temperature, the second temperature and the value of the external to regulate size. Heizrohr (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Sensoreinrichtung (8) ein Helligkeitsschalter ist, mit welchem die Helligkeit des Tageslichts als externe Größe bestimmbar ist.heating pipe (1). Claim 1 , characterized in that the further sensor device (8) is a brightness switch with which the brightness of daylight can be determined as an external variable. Heizrohr (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Sensoreinrichtung (8) ein Stromstärkesensor ist.heating pipe (1). Claim 1 , characterized in that the further sensor device (8) is a current sensor. Heizrohr (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (1) von einer Solarstromanlage betrieben wird.Heating pipe (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heating pipe (1) is operated by a solar power system. Heizrohr (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (1) an einem ersten Ende (6) und an einem zweiten Ende (7) Befestigungsvorrichtungen (13) zum Einsetzen des Heizrohrs (1) in den Rücklauf der Zentralheizung oder in das Warmwassersystem aufweist.Heating pipe (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heating pipe (1) has fastening devices (13) at a first end (6) and at a second end (7) for inserting the heating pipe (1) into the return of the central heating or into the hot water system. Heizrohr (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (4) die Leitung (2) zumindest teilweise umschließt, wobei der Heizwiderstand (4) die Leitung (2) mit mehreren Windungen umschließt und der Heizwiderstand (4) und die Leitung (2) in direktem Kontakt miteinander stehen.Heating pipe (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heating resistor (4) at least partially encloses the line (2), the heating resistor (4) enclosing the line (2) with several turns and the heating resistor (4) and the line (2) is in direct contact with each other. Heizrohr (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizwiderstand (4) aus einem Konstantandraht besteht.Heating tube (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heating resistor (4) consists of a constantan wire. Heizrohr (1) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Konstantandraht eine Isolierung aus extrudiertem PFA aufweist.Heating pipe (1) according to the previous claim, characterized in that the constantan wire has insulation made of extruded PFA. Heizrohr (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (1) radial so aufgebaut ist, dass die Leitung (2) innen angeordnet ist und der Heizwiderstand (4) außerhalb der Leitung (2) angeordnet ist und der erste und zweite Temperatursensor (6, 7) außen an den Heizwiderstand (4) angeordnet sind, und dass die Hülle (3) sowohl außerhalb der Leitung (2) und zumindest teilweise außerhalb des Heizwiderstandes (4) und des ersten und zweiten Temperatursensors (6, 7) angeordnet ist, wobei die Hülle (3) den Heizwiederstand (4) und den ersten und zweiten Temperatursensor (6, 7) vollständig und die Leitung (2) zumindest teilweise umschließt, wobei die Hülle zumindest eine erste Schicht (14) aufweist, welche zur Wärmedämmung vorgesehen und bestimmt ist.Heating pipe (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heating pipe (1) is constructed radially in such a way that the line (2) is arranged inside and the heating resistor (4) is arranged outside the line (2) and the first and second temperature sensors (6, 7) are arranged on the outside of the heating resistor (4), and that the casing (3) is both outside the line (2) and at least partially outside the heating resistor (4) and the first and second temperature sensors (6, 7) is arranged, wherein the casing (3) completely encloses the heating resistor (4) and the first and second temperature sensors (6, 7) and the line (2) at least partially, the casing having at least a first layer (14), which is intended and intended for thermal insulation. Heizrohr (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (1) einen Durchflusssensor (5) zum Messen des Durchflusses des Wärmeträgers oder des Trinkwassers durch die Leitung (2) aufweist.Heating pipe (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heating pipe (1) has a flow sensor (5) for measuring the flow of the heat transfer medium or drinking water through the line (2). Heizrohr (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizrohr (1) einen Sicherheitstemperaturbegrenzer aufweist, wobei der Sicherheitstemperaturbegrenzer zur Unterbrechung des Vorwärmens mittels Heizrohres (1) bei einer ersten und/oder zweiten Temperatur von vorzugsweise größer 200°C, bevorzugt größer 180°C und besonders bevorzugt größer 150°C vorgesehen ist.Heating pipe (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heating pipe (1) has a safety temperature limiter, the safety temperature limiter being used to interrupt the preheating by means of the heating pipe (1) at a first and/or second temperature of preferably greater than 200°C, preferably greater than 180°C and particularly preferably greater than 150°C.
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