DE3426905A1

DE3426905A1 - Elektrisches warmwasserspeicherheizgeraet

Info

Publication number: DE3426905A1
Application number: DE19843426905
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 3470 Höxter Schäfer
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1984-07-20
Filing date: 1984-07-20
Publication date: 1986-01-30
Also published as: DE3426905C2

Description

Elektrisches Warmwasserspeicherheizgerät
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Warmwasserspeicherheizgerät, das nachheizt, wenn das zu einer bestimmten Tageszeit im Speicher mit Solltemperatur zur Verfügung stehende Warmwasser weniger ist als ein Warmwassermengensollwert, der in der Regel für den in einer folgenden Zeitspanne zu erwartenden Verbrauch ausreicht, wobei der Warmwassermengensollwert im Laufe des Tages abnimmt wobei die Nachheizung immer bei Erreichnen des jeweiligen Sollwertes beendet ist.
Ein derartiges Speicherheizgerät ist in der DE-OS 31 51 688 beschrieben. Dort wird der Warmwasserverbrauch durch eine Mehrzahl von Temperaturfühlern erfaßt, die verschiedenen Schichten des Wassers im Speicher benachbart angeordnet sind. Aus den Meßwerten der Temperaturfühler wird ein Mittelwert erzeugt, der dem jeweiligen Wärmeinhalt des Warmwasserspeichers entspricht. Liegt dieser Mittelwert unter der Solltemperatur, dann ist die im Speicher zur Verfügung stehende Warmwassermenge zu gering. Dementsprechend wird nachgeheizt.
In der DE-PS 29 47 969 ist eine Steuerung eines Heißwasserbereiters beschrieben, bei der ein Mikroprozessor verwendet wird, in den neben der Wassertemperatur auch Warmwassermengensollwerte entsprechend einem vorgegebenen Bedarfsverlauf eingegeben werden. Auch hier sind mehrere Temperaturfühler für den Speicherbehälter nötig.
Günstig ist bei den genannten Warmwasserspeichern, daß deren Tagesaufheizung an den erwarteten Bedarf angepaßt ist. Dadurch erniedrigen sich die Stromkosten und auch die Abstrahlungsverluste.
Nachteilig ist bei den genannten Warmwasserspeicherheizgeräten, daß die Temperaturfühler unmittelbar bei verschiedenen Wasserschichten angeordnet sein müssen. Eine solche Anordnung der Temperaturfühler ist kaum möglich, wenn ein vorhandenes

W#Eeizgerät

nachträglich auf eine im Tagesverlauf reduzierte Beheizung umgerüstet werden soll.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Warmwasserspeicherheizgerät so auszubilden, daß zur Erfassung der aus dem Speicher verbrauchten Warmwassermenge mit Solltemperatur keine Temperaturfühler nötig sind.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Warmwasserspeicherheizgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Durchflußmengenzähler in die Wasserleitung des Speichers geschaltet ist, und daß die Durchflußmenge über eine Zeitspanne integriert und am Ende der Zeitspanne mit dem Warmwassermengensollwert verglichen wird. Der Durchflußmengenzähler läßt sich auch nachträglich außerhalb des Speichers montieren. Eine Montage von Temperaturfühlern erübrigt sich.
Um den Durchflußmengenzähler nicht dem erhitzten Wasser auszusetzen, ist dieser vorzugsweise in die Kaltwasserzulaufleitung des Speichers geschaltet.
Der Durchflußmengenzähler erfaßt die entnommene Wassermenge. Diese entspricht dem entnommenen Wärmeinhalt, wobei davon ausgegangen ist, daß die Temperatur des entnommenen Wassers immer eine Solltemperatur hat. Sind verschiedene Solltemperaturen vorgesehen, dann läßt sich dies durch einen Temperaturfühler in der Warmwasserablaufleitung berücksichtigen.
Ist am Ende einer Zeitspanne die bis dahin verbrauchte Warmwassermenge so groß, daß die im Speicher noch vorhandene, restliche Warmwassermenge in der Regel nicht für die Deckung des Warmwasserbedarfs in der folgenden Zeitspanne ausreicht, dann wird nachgeheizt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines 4usführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 ein Warmwasserspeicherheizgerät schematisch und Figur 2 ein Diagramm.
Ein Speicherbehälter 1 ist von einer Wärmeisolierschicht 2 umschlossen. Er ist an eine Kaltwasserzulaufleitung 3 und eine Warmwasserzapfleitung 4 angeschlossen.
An einem Flansch 5 ist ein elektrischer Heizkörper 6 und ein üblicher Temperaturfühler 7 befestigt, der über einen Schaltkontakt 8 eines Reglers 9 den Heizkörper 6 bei einer Übertemperatur abschaltet.
In die Kaltwasserzulaufleitung 3 ist ein Durchflußmengenzähler 10 geschaltet, der nach Art einer Turbine aufgebaut ist. An der Warmwasserzapfleitung 4 liegt ein Temperaturfühler 11. Der Durchflußmengenzähler 10 und der Temperaturfühler 11 sind an eine Auswerte- und Steuerschaltung 12 angeschlossen, die insbesondere von einem Mikroprozessor gebildet ist. Mit der Steuerschaltung 12 ist ein Uhrzeitgeber 13 verbunden. Die Steuerschaltung 12 steuert ein Schütz 14, welches dem elektrischen Heizkörper 6 vorgeschaltet ist.
Im Diagramm ist strichliert eine Warmwassermengensoll wertkurve S dargestellt, die für die Uhrzeiten zwischen 7 Uhr und 21 Uhr abgetreppt ist. Der Verlauf dieser Kurve ist in der Steuerschaltung 12 gespeichert. Die Sollwertkurve S gibt den gewünschten Wärmeenergieinhalt des Speicherbehälters 1 an. Dieser entspricht derjenigen Wassermenge, die mit Solltemperatur zu einer bestimmten Uhrzeit noch zur Verfügung stehen soll. Nach dem Diagramm soll beispielsweise in der Zeitspanne zwischen 6 Uhr und 9 Uhr der Wärmeinhalt S1 zur Verfügung stehen.
Zwischen 9 Uhr und 13 Uhr genügt der Wärmeinhalt S2.
Zwischen 13 Uhr und 17 Uhr ist ein niedrigerer Wärmeinhalt S3 vorgesehen. Für die Zeit zwischen 17 Uhr und 19 Uhr genügt der Wärmeinhalt S4. Bis 21 Uhr genügt der Wärmeinhalt S5.
Wird Warmwasser gezapft, dann läuft entsprechend Kaltwasser durch die Zulaufleitung 3 nach. Der Durchflußmengenzähler 10 erfaßt die zufließende Wassermenge. In den genannten Zeitspannen zwischen 6 und 9 Uhr, 9 und 13 Uhr, 13 und 17 Uhr, 17 und 19 Uhr bzw. 19 und 21 Uhr wird die jeweils verbrauchte Wassermenge durch die Auswertung der Umdrehungen des Durchflußmengenzählers 10 ermittelt. Im Diagramm ist beispielsweise davon ausgegangen, daß bis 9 Uhr eine Warmwassermenge V1 und zwischen 9 und 13 Uhr eine Warmwassermenge V2 verbraucht wurde. Die Verbrauchswerte in den Zeitspannen S3, S4 und S5 sind mit V3, V4 und V5 bezeichnet.
Am Ende jeder Zeitspanne wird verglichen, ob der noch zur Verfügung stehende Wärmeinhalt kleiner ist als der für die folgende Zeitspanne nötige Wärmeinhalt. Ist dies der Fall, dann wird das Schütz 14 geschlossen und nachgeheizt, Andernfalls ist ein Nachheizen nicht nötig.
x x und dies nur in der Weise,daß die Differenzenergie nachgeladen wird, die zur Deckung der Sollvorgabe notwendig ist.
Im Diagramm ist beispielsweise S1 - S2 = V1, so daß sich ein Nachheizen erübrigt. Gleiches gilt auch für die im Diagramm dargestellten Verbrauchswerte V2, V3, V4 und V5.
Durch die Verwendung eines Mikroprozessors als Steuerschaltung 12 ist es möglich, die jeweils aufgetretenen Verbrauchswerte V1 bis V5 individuell zu speichern und entsprechend diesen Verbrauchsgewohnheiten, die beispielsweise über eine Woche gemittelt werden, die Sollwertkurve S entsprechend zu verstellen. Dadurch ist dann erreicht, daß ein Nachheizen des Speichers während des Tages - zu Hochtarifzeiten - nur noch selten nötig ist.
Die Beheizung des Speichers erfolgt dann nur während Niedertarifzeiten.
Der Temperaturfühler 11 erfaßt die Temperatur des auslaufenden Wassers. Der jeweilige Temperaturwert wird zusammen mit der Drehzahl des Durchflußmengenzählers 10 verarbeitet. Wenn von einer im wesentlichen konstanten Auslauftemperatur ausgegangen werden kann, erübrigt sich der Temperaturfühler 11.
Die den Durchflußmengenzähler 10, gegebenenfalls den Temperaturfühler 11 und die Steuerschaltung 12 umfassende Einrichtung kann als selbständige Baugruppe ausgebildet sein. Eine solche läßt sich auch nachträglich leicht bei schon installierten Geräten montieren.

Claims

Patentansprüche 1. Warmwasserspeicherheizgerät, das nachheizt, wenn das zu einer bestimmten Tageszeit im Speicher mit Solltemperatur zur Verfügung stehende Warmwasser weniger ist als ein Warmwassermengensollwert, der in der Regel für den in einer folgenden Zeitspanne zu erwartenden Verbrauch ausreicht, wobei der Warmwassermengensollwert im Laufe des Tages abnimmt, wobei die Nachheizung immer bei Erreichen des jeweiligen Sollwertes beendet ist, dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Durchflußmengenzähler (10) in die Wasserleitung des Speichers geschaltet ist und daß die Durchflußmenge über eine Zeitspanne integriert und am Ende der Zeitspanne mit dem Warmwassermengensollwert verglichen wird.
2. Warmwasserspeicherheizgerät nach Anspruch 1, wobei der Warmwassermengensollwert im Laufe des Tages jeweils am Ende von Zeitspannen jeweils um eine Stufe abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmenge jeweils über diese Zeitspanne integriert und an deren Ende mit dem Warmwassermengensollwert der nächsten Stufe verglichen wird.
3. Warmwasserspeicherheizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertkurve über eine Periode von dem Gerät selbst durch Erfassung der Verbrauchergewohnheiten ermittelt wird.
4. Warmwasserspeicherheizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmengenzähler (10) in der Kaltwasserzulaufleitung (3) liegt.
5. Warmwasserspeicherheizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (11) an die Warmwasserzapfleitung (4) angeschlossen ist, dessen Temperaturwerte mit der Durchflußmenge verarbeitet werden.