DE29515961U1 - Einrichtung zur Erfassung des Ladezustands eines Wasserspeichers - Google Patents
Einrichtung zur Erfassung des Ladezustands eines WasserspeichersInfo
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Description
&iacgr; 9. Sep. 1995
Joh. Vaillant GmbH u. Co. GM 1406
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung des Ladezustandes eines
Wasserspeichers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Für den Betrieb einer Wasserheizeinrichtung mit einem Wasserspeicher ist es erforderlich,
den Ladezustand des Wasserspeichers möglichst genau zu kennen, um über eine entsprechende
Wärmequelle die Aufheizung des Speichers rechtzeitig zu aktivieren. Dabei ist es für
einen energiesparenden Betrieb auch erforderlich, nicht nur nach einer praktisch vollständigen
Entnahme des aufgeheizten Volumens aus dem Wasserspeicher diesen wieder aufzuladen,
sondern die Aufladung entsprechend der Tendenz der Entnahme des erwärmten Wassers zu steuern.
Aus der GB-OS 2 192 988 ist es bekannt, zur Überwachung des Ladezustandes eines Wasserspeichers
mehrere Temperaturfühler vorzusehen. Diese sind in verschiedenen Höhen des Wasserspeichers angeordnet, die mit einer entsprechenden Auswerteschaltung verbunden
sind.
Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß mit solchen Einrichtungen der Ladezustand eines
Wasserspeichers nur sehr grob erfaßt werden kann, wobei dies nur bei bestimmten Gegebenheiten
möglich ist, und zwar wenn die Grenzschicht zwischen warmem und kaltem Wasser den Bereich eines Temperaturfühlers durchläuft.
Aus der US-PS 4 745 806 ist ein Füllstandsmesser für flüssiges Helium bekanntgeworden.
Hierbei taucht ein Draht aus superleitendem Material in das flüssige Helium ein, wobei jeder
Teil, der eintaucht, den Widerstand 0 aufweist. Aus dem Gesamtwiderstand des Drahtes läßt
sich die Standhöhe ermitteln. Auch die GB-OS 2 227 562 zeigt eine Vorrichtung mit mehreren
Temperatursensoren in einem Tank. Etwa ähnliches zeigt auch die EP-OS 286 193.
Ziel der Erfindung ist es, die eingangs geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Einrichtung
der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die eine durchgehende Erfassung des Ladezustandes eines Wasserspeichers ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Dabei ergibt sich der Vorteil, daß sich der elektrische Widerstand bei einer Änderung des
Aggregatzustandes in einem sehr erheblichen Ausmaß ändert. Je nachdem wie hoch das
kalte Wasser im Wasserspeicher steht, ergibt sich auch eine Säule fester Substanz in dem
elektrisch isolierenden Rohr. Damit ändert sich mit der Höhe des kalten Wassers im Wasserspeicher
auch der elektrische Widerstand der Substanz. Auf diese Weise kann durch Erfassung der Änderung des elektrischen Widerstandes der Substanz der Ladezustand des
Wasserspeichers erfaßt werden.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil, daß es bei den vorgeschlagenen
Substanzen einerseits zu einer Änderung des Aggregatzustandes innerhalb des im Wasserspeicher herrschenden Temperaturbereiches von ca. 20 °C bis 60 °C kommt und bei
einem Wechsel des Aggregatzustandes eine sehr erhebliche Änderung des elektrischen
Widerstandes eintritt.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Erfassung des Ladezustandes
eines Schichtwasserspeichers und
Rg. 2 schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Erfassung des Ladezustandes
eines Wasserspeichers.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten.
In oder an einem Schichtwasserspeicher 1 ist ein vertikal verlaufendes Rohr 2 aus einem
elektrisch isolierenden Material angeordnet. Dieses Rohr 2 ist mit einer seinen Aggregatzustand
ändernden Substanz gefüllt. Dabei kann es sich vorzugsweise um Natriumacetattrihydrat
(NaC2H3C>2 * 3H^O), Polyäthenpolyol oder Natriumthiosulfatpentahydrat (Na2S2C>3 *
5H2O) handeln.
An den Enden des Rohres 2 sind Elektroden 3, 4 angeordnet, die in die im Rohr 2 enthaltene
Substanz 5 eintauchen und mit dieser in Kontakt stehen. An diese Elektroden 3 und 4
ist über Leitungen 6, 7 eine elektrische Widerstandsmeßeinrichtung 8 angeschlossen.
Da im unteren Bereich 9 des Speichers das Wasser nur eine relativ niedrige Temperatur von
zum Beispiel 20 0C aufweist, befindet sich die im Rohr 2 enthaltene Substanz 5 in diesem
Bereich in ihrem festen Aggregatzustand, Im oberen Bereich 10 des Speichers weist das
Wasser eine hohe Temperatur von zum Beispiel 60 0C auf, so daß sich die im Rohr 2 enthaltene
Substanz 5 in diesem Bereich in ihrem flüssigen Aggregatzustand befindet. Ein KaItwassereiniaß
12 mündet in den Speicher unten, ein mit einem Zapfventil 13 versehener
Warmwasserauslaß 14 geht vom oberen Bereich 10 ab. Der Speicher kann über einen Ladekreis
15, enthaltend eine Rücklaufleitung 16, einen Wärmetauscher 17, eine Umwälzpumpe
18 und eine Vorlaufleitung 19, geladen werden.
Wird Warmwasser oben abgezogen, so steigt die Grenzschicht 11 zwischen warmem und
kaltem Wasser nach oben an, wodurch sich der Anteil an fester Substanz erhöht und jener
an flüssiger Substanz vermindert.
Da sich der elektrische spezifische Widerstand der Substanz 5 im festen und flüssigen Aggregatzustand
merküch voneinander unterscheidet, ändert sich bei einer Verschiebung der Grenzschicht 11 zwischen dem warmen und kalten Wasser auch der Widerstand der im
Rohr 2 enthaltenen Substanz 5. Dies kann durch die Widerstandsmeßeinrichtung 8 einfach
festgestellt werden, so daß der jeweils erfaßte Widerstand ein sehr genaues Bild von dem
jeweiligen Ladezustand des Schichtwasserspeichers 1 gibt.
Die Erfindung ist auch bei normalen Speichern gemäß Fig. 2 anwendbar, die über einen im
Innenraum 20 des Speichers angeordneten Wärmetauscher 17 oder eine Brennkammer
beheizt werden.
Wie aus der Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, kann das Rohr im Innenraum 20 des Speichers oder
Schichtwasserspeichers oder außen an seinem Mantel angeordnet sein.
Claims (1)
- i a Sep. 1995Joh. Vaillant GmbH u. Co. GM 1406-ANSPRUCHEEinrichtung zur Erfassung des Ladezustandes eines Wasserspeichers (1), insbesondere Schichtenwasserspeicher, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasserspeicher (1) ein elektrisch isolierendes Rohr (2) angeordnet ist, das in thermischem Kontakt mit dem Speicherwasser steht und mit einer innerhalb des Temperaturunterschiedes im Wasserspeicher (1) seinen Aggregatzustand ändernder Substanz gefüllt ist, deren spezifischer Widerstand sich bei einer Änderung des Aggregatzustandes in sehr erheblichem Ausmaß ändert, wobei an den Enden des Rohres (2) Elektroden (3, 4) in die Substanz (5) eintauchen, die mit einer den elektrischen Gesamtwiderstand der Füllsubstanz erfassenden Einrichtung (8) verbunden sind.Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) mit Natriumacetaltrihydrat (NaC2H3O2 * 3H2O), Polyäthenpolyol oder Natriumthiosulfatpentahydrat (Na2S2C>3 * 5H2O) gefüllt ist.
Applications Claiming Priority (1)
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Family
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1995
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