DE3306807A1

DE3306807A1 - Druckdurchlauferhitzer fuer warmwasserbereitung

Info

Publication number: DE3306807A1
Application number: DE19833306807
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 5860 Iserlohn Rösen
Original assignee: Roegi Elektro Geraete & C GmbH
Current assignee: Roegi Elektro Geraete & C GmbH
Priority date: 1983-02-26
Filing date: 1983-02-26
Publication date: 1984-08-30

Description

Druckdurchlauferhitzer für Warmwasserbereitung
Die Erfindung betrifft einen Druckdurchlauferhitzer mit einem rohrförmigen Heizblock für die elektrische Warmwasserbereitung.
Durchlauferhitzer erwärmen das Wasser hauptsächlich im Augenblick des Durchlaufes. Sie besitzen eine relativ hohe elektrische Anschlußleistung und werden grundsätzlich als Druckgeräte gebaut. Die Warmwasserleistung ist in ihrer Höhe begrenzt.
Es gibt thermisch geregelte Durchlauferhitzer, bei denen die Heizleistung durch einen eingebauten Temperaturregler ein-und ausgeschaltet wird. Um die Auslauf-Temperatur bei nderungen der Einlauf-Temperatur und der Entnahmemenge nahezu gleichbleibend halten zu können, besitzen die Geräte ein Speichervolumen von etwa 5 1.
Es gibt auch hydraulisch gesteuerte Durchlauferhitzer, die anstelle eines Temperaturreglers einen Strömungsschalter besitzen, der die Heizleistung des Gerätes einschaltet, wenn eine ausreichende Wassermenge durch das Gerät fließt. Der Strömungsschalter schaltet wieder aus, wenn die Mindestdurchflußmenge unterschritten wird. Das kann in einer oder zwei Heizleistungsstufen erfolgen, die durch einen geeigneten Druckdifferenzschalter eingeschaltet werden. Tm Innenraum hydraulisch gesteuerter Durchlauferhitzer befindet sich nur sehr wenig Wasser, meistens weniger als 1 1. Da die Heizleistung in den Heizstufen konstant ist, ändert sich bei Schwankungen der durchfließenden Wassermenge oder der Kaltwassertemperatur unmittelbar die Temperatur des auslaufenden Warmwassers. Je mehr Wasser durchfließt, um so niedriger ist die Warmwassertemperatur und umgekehrt. Um bei plötzlichen Schwankungen des Wasserdrucks die Temperaturänderungen des ausfließenden Warmwassers in Grenzen halten zu können, wird ein Wassermellgenregler eingebaut, der die Gesamtentnahmemenge begrenzt.
Daneben gibt es auch Zweikreis-Durchlauferhitzer mit thermisch gesteuerter Grundheizung und strömungsgesteuerter Zusatzheizung. Diese Geräte besitzen ebenfalls einen Speicherinhalt von mehreren Litern, wie die rein thermisch geregelten Durchlauferhitzer. Die strömungstechnisch gesteuerten Durchlauferhitzer sind dagegen wegen ihres geringen Wasservolumens nahezu kapazitätslos, erfordern aber immer bestimmte Mindestfließdrucke.
Neben den betriebsmäßigen Schaltelementen, die die Heizleistung ein- und ausschalten, sind thermisch gesteuerte Durchlauferhitzer mit einem Sicherheits-Temperaturbegrenzer und strömungsgesteuerte mit einem Sicherheits-Druckauslöser ausgestattet.
Beim hydraulisch gesteuerten Durchlauferhitzer kommt es darauf an, daß eine relativ große Wärmemenge innerhalb kurzer Zeit in das durchströmende Wasser übertragen wird. Die klassische Beheizungsart ist ein druckfester Metallbehälter, in dem eine Reihe von Rohrheizkörpern untergebracht ist. Dieser Heizblock ist in Form und Größe so gestaltet, daß das zu erwärmende Wasser mit hoher Geschwindigkeit an den Rohrheizkörpern vorbeiströmt. So wird die Wärme gut übertragen und nach kurzer Zeit eine gleichbleibende Auslauftemperatur erreicht.
Bei einem anderen System werden dünne metallene Wasse-rrohre und Rohrheizkörper zu einem System fest miteinander verlötet, und zwar so, daß sie auf ihrer gesamten Länge zur Wärmeübertragung einen guten Kontakt miteinander haben. Das zu erwärmende Wasser fließt während der Entnahme sehr schnell durch die dafür vorgesehenen Rohre und nimmt aus den anliegenden Rohrheizkörpern die Wärme auf.
Mit den bekannten Geräten ist es möglich, die Wassererwärmung in sehr kurzer Zeit durchzuführen. Die individuell gewünschte Temperatur-Einstellung ist jedoch sehr schwierig, da sie von der Entnahmemenge und der Zumischung von Kaltwasser abhängt.
Es sind stets Zweiwegearmaturen notwendig, mit denen die gewünscht Mischtemperatur eingestellt wird.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Druckdurchlauferhitzer anzugeben, der in besonders trägheitsloser Weise die Erzeugung einer vorgewählten Warmwasser-Temperatur unabhängig vom Fließdruck und Wasserentnahmemenge ermöglicht, wobei insbesondere eine Zumischung von Kaltwasser unnötig sein sollte.
Diese Aufgabe wird bei einem Druckdurchlauferhitzer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß folgende Meßeinrichtungen mit elektrischer Meßwertausgabe vorgesehen sind: a) ein in den Wasserzu- und/oder -ablauf des Heizblocks eingesetzter Wasserdurchflußmesser, b) je ein mit dem Wasserstrom in Kontakt stehender Temperaturfühler zum Messen der Wassertemperatur in Fließrichtung vor und hinter dem Heizblock, c) mindestens ein an einem Heizelement des Heizblocks angesetzter Temperaturfühler zum Messen der Oberflächentemperatur am Heizelement und daß eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Heizleistung des Heizelementes in Abhängigkeit von den Meßwerten vorgesehen ist. Als Steuereinrichtung wird vorteilhafterweise ein Mikrocomputer eingesetzt. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der Heizblock mit den Meßeinrichtungen und die Steuereinrichtung zwei separate, durch eine flexible Leitung miteinander verbundene Baueinheiten sind.
Die Steuerung der Heizleistung in Abhangigkeit von den aktuellen Fjetriebswerten des Druckdurchlauferhitzers ermöglicht im Gegensatz zu der bekannten Zweipunktregelung eine kontinuierliche Regelung der Heizleistung. Sie kann somit veränderten Durchflußmengen und unterschiedlichen Zulauftemperaturen optimal angepaßt werden. Die gewünschte Warmwassertemperatur kann allein an der Steuereinrichtung eingestellt werden, so daß der Wasserauslauf über eine einfache Einwegarmatur geregelt werden kann. Der Heizblock mit den Meßeinrichtungen kann als rohrförmiges Bauteil ausgebildet werden, das in besonders platzsparender Weise in die Wasserinstallation integriert werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckdurchlauferhitzers schematisch dargestellt. Dieses wird nachfolgend beschrieben. In ein druckfestes, wasserführendes Rohr 1 ist als Heizelement ein Rohrheizkörper 2 eingesetzt.
Die Stromzuführungen 3, 4 des Rohrheizkörpers 2 sind durch die Wandung des Rohres 1 hindurchgeführt. Die Fließrichtung des Wassers ist durch den Pfeil 5 angedeutet.
In Fließrichtung vor dem Rohrheizkörper befindet sich zunächst ein Wasserdurchflußmesser 6. Das kann beispielsweise ein FlUgelrad sein, dessen Umdrehungen an. der Achse über elektrische Kontakte oder Felder gemessen und als elektrisch auswertbares Signal über eine Leitung 7 aus dem Rohr 1 herausgeführt wird.
Vor und hinter dem Rohrheizkörper sind im Wasserstrom zwei Temperaturfühler 8, 9 angeordnet, wie sie beispielsweise in Heizungsanlagen mit Regelung der Kesseltemperatur verwendet werden. Die gemessene Temperatur kann als analoges elektrisches Signal über Leitungen 10, 11 aus dem Rohr 1 herausgeführt werden Ein weiterer Temperaturfühler 12 steht im Oberflächenkontakt mit dem Rohrheizkörper 2. Die gemessene Temperatur wird ebenfalls als elektrisches Signal über eine Leitung 13 aus dem ohr 1 herausgeführt.
Alle genannten Leitungen sind mit einer als separate Baueinheit dargestellten Steuereinrichtung 14 verbunden. Ein Mikrocomputer verknüpft die über die Leitungen 7, 10, 11, 13 zugeführten Meßwerte unter Berücksichtigung der am Temperaturwähler 15 eingestellten Warmwassertemperatur zur Steuerung des über die Leitungen 3, 4 fließenden Heizstroms.
Die gemessenen Temperatllrwerte können in besonders einfacher Weise auch für eine Sicherheitstemperaturbegrenzung ausgenutzt werden. Der dem Rohrheizkörper 2 maximal zuzuführende ETeizstrom richtet sich nach der zulässigen Oberflächentemperatur an der heißesten Stelle. Verteilt man mehrere Tem-F)eraturfilhler 12 über die gesamte länge des Rohrheizkörpers, so läßt sich eine evtl. lokale iiberhitzung sofort feststellen und durch e-ine Verminderung oder Ausschaltung des Heizstroms beheben. Eine Begrenzung der Auslauftemperatur des Warmwassers kann ilber e;ine vorgegebene maximal zulässige Temperatur am Fühler 9 ausgelöst werden.
Da im Normalbetrieb die Temperatur am Fühler 9 größer als am Filhler 8 ist, kann aus einem umgekehrten Temperaturverhältnis auf eine Umkehrung der Fließrichtung geschlossen werden Tn diesem Störfall kann der Heizstrom sofort abgestellt werden, so daß kein Warmwasser in das Leitungsnetz zurückfließen kann.
Selbstverständlich kann zusätzlich ach ein Sicherheitsdruckbegrenzer und evtl. ein Riickflußverhinderer mit in den Wasserzulauf eingebaut werden.
Anstelle eines in das Rohr 1 eingesetzten Rohrheizkörpers kann auch ein außen am Rohr anliegender Rohrheizkörper vorgesehen sein. Die Anordnung der Meßelerrente bleibt dabei d i eselbe wie bei einem Heizblock mit innenliegendem Heizelerrent. Zweckmäßigerweise wird der Ifeizblock in diesem Fall mit einer Tsolierung zum Schutz gegen äußere Wärmeableitung versehen.

Claims

Patentansprüche 1) Druckdurchlauferhitzer mit einem rohrförmigen Heizblock fUr die elektrische 'wlarrllwasserbereitung gekennzeichnet durch folgende Meßeinrichtungen mit elektrischer V.eßwertausgabe: a) einen in den Wasserzu- und/oder -ablauf des Heizblocks (1, 2) eingesetzten Wasserdurchflußmesser (C;), b) je einen mit dem Wasserstrom in Kontakt stehenden Temperaturfühler (8, 9) zum Messen der Wassertemperatur in Fließrichtung vor und hinter dem Ileizblock, c) mindestens einen an einem Heizelement (2) des Heizblocks angesetzten Temperaturfühler (12) zum Messen der Oberflächentemperatur am Heizelement, und durch eine Steuereinrichtung (14) zur Steuerung der Heizleistung des Heizelementes (2) in Abhängigkeit von den Meßwerten.
2) Druckdurchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuereinrichtung (14) ein Mikrocomputer vorgesehen ist.
3) Druckdurchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizblock (1, 2) mit den Meßeinrichtungen (6, 8, 9, 12) und die Steuereinrichtung (14) zwei separate, durch eine flexible Leitung (3, 4, 7, 1C«, 11, 13) miteinander verbundene Baueinheiten sind.