DE3902345C2 - Elektrischer Warmwasserbereiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Warmwasserbereiter, in dessen geerdetem Wasserbehälter eine Schutzanode angeordnet ist und dessen elektrische Heizkörper an einer Flanschplatte befestigt sind, die gegen den Wasserbehälter elektrisch isoliert ist und die bei eingeschalteten Heizkörpern über einen Schaltkontakt geerdet ist, wobei zum Schalten der Heizkörper ein Temperaturregler vorgesehen ist.

Ein derartiger Warmwasserbereiter ist in der DE-OS 19 60 072 beschrieben. Der Verschleiß der Schutzanode ist durch die Isolation der Flanschplatte gegenüber dem Wasserbehälter gering gehalten. Die Isolation der Flanschplatte bringt es jedoch mit sich, daß bei einer Beschädigung der Heizkörper die Flanschplatte an der Netzspannung liegen kann, ohne daß eine Sicherung anspricht. Dies ist bei Berührung gefährlich. Aus diesem Grunde ist der Schaltkontakt geschlossen, während die Heizkörper eingeschaltet sind. Gerät in diesem Fall die Netzspannung an die Flanschplatte, dann spricht die Sicherung an, so daß der Benutzer nicht gefährdet ist. Solange die Heizkörper abgeschaltet sind, ist der Schaltkontakt geöffnet, so daß die Flanschplatte nicht zu einem erhöhten Verschleiß der Schutzanode führt.

Bei der DE-OS 19 60 072 ist zur Steuerung des Schaltkontakts ein eigenes Schütz bzw. ein eigenes Thermorelais vorgesehen. Dies ist aufwendig und bildet einen Unsicherheitsfaktor. Denn die Funktionsbereitschaft des Schützes läßt sich nicht ohne weiteres kontrollieren.

Elektrische Warmwasserbereiter sind häufig so geschaltet, daß in der Niedertarifzeit ein Teil der Heizkörper über den Temperaturregler in Abhängigkeit von der Solltemperatur und der Isttemperatur eingeschaltet werden. Außerdem ist ein mittels eines Tasters betätigbares Einschaltschütz vorgesehen, wobei im Bedarfsfalle auch in der Hochtarifzeit alle Heizkörper eingeschaltet werden können.

In der DE 36 18 820 A1 ist ein Warmwasserspeicherheiz­ gerät beschrieben, das sich von einem Einkreis-Speicher­ heizgerät auf ein Zweikreis-Speicherheizgerät umbauen läßt. In einem Temperaturregler 3 sind Kontakte vorge­ sehen, mit denen eine Temperaturregelfunktion und eine Sicherheitstemperatur-Begrenzungsfunktion erreichbar ist. Eine Schutzanode des Wasserbehälters und deren elektri­ sche Schaltung sind nicht erwähnt. Eine ähnliche Schal­ tung ist auch in der DE 36 31 226 A1 beschrieben. Auch bei dieser ist nicht angegeben, wie eine Schutzanode geschaltet werden soll. Die DE 36 18 820 A1 und die DE 36 31 226 A1 zeigen außerdem Schaltschütze.

Außerdem besteht bei solchen Warmwasserbereitern gewöhnlich die Forderung, daß die Heizkörper allpolig abgeschaltet werden. Die üblichen Temperaturregler bzw. Sicherheits-Temperaturbegrenzer weisen dementsprechend drei Kontaktsätze auf, mit denen der Nulleiter, der Hochtarifanschluß und der Niedertarifanschluß geschaltet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Warmwasserbereiter der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem der Schaltkontakt in den Temperaturregler integriert ist und ein allpoliges Abschalten der Heizkörper sichergestellt ist.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Warmwasserbereiter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Schaltkontakt von einem ersten Kontakt eines als Temperaturregler arbeitenden Reglers gebildet ist, daß der Nulleiter des Netzes über einen zweiten Kontakt des Reglers an den Heizkörpern liegt, daß ein Niedertarifanschluß über einen dritten Kontakt des Reglers an einen Teil der Heizkörper gelegt ist und daß ein Hochtarifanschluß über einen Schützkontakt eines Einschaltschützes an den dritten Kontakt des Reglers angeschlossen ist, wobei bei eingeschaltetem Einschaltschütz alle Heizkörper über den Schützkontakt und den dritten Kontakt am Hochtarifanschluß liegen.

Dadurch erübrigt sich eine eigene Steuereinrichtung für den Schaltkontakt, der die Flanschplatte bei eingeschalteten Heizkörpern erdet. Dieser Schaltkontakt ist Teil des Reglers. Es kann der übliche, drei Kontaktsätze aufweisende Regler verwendet werden. Das allpolige Abschalten ist dennoch sichergestellt und zwar dadurch, daß der Hochtarifanschluß über einen zusätzlichen Kontakt des Einschaltschützes an den dritten Kontakt des Reglers geführt ist. Ein zusätzlicher Kontakt des Schaltschützes ist mit einem wesentlich geringeren Aufwand zu realisieren als ein zusätzlicher Kontaktsatz im Regler.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der geschlossene Schaltkontakt so bemessen, daß bei einer an ihm anstehenden Spannung von etwa 0,5 V kein Strom fließt, der ein Fritten der Kontakte nach sich zieht. Die Spannung von etwa 0,5 V ist die Spannung, die aufgrund der elektrochemischen Wirkung der Schutzanode an dem Schaltkontakt anliegt. Die Begrenzung des dadurch fließenden Stromes bzw. eine völlige Unterbindung jeglichen Stromflusses hat den Vorteil, daß der Abtrag der Schutzanode zur Flanschplatte hin gering gehalten ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Übergangswiderstand des geschlossenen Schaltkontakts durch eine an dem Kontakt ausgebildete Oxidschicht gebildet. Diese weist bei der geringen Spannung von etwa 0,5 V den gewünschten Übergangswiderstand auf. Bei höheren Spannungen, beispielsweise ab 55 V, bricht die Oxidschicht jedoch durch, dadurch kommt es zum fritten der Kontakte, so daß dann der Übergangswiderstand wesentlich kleiner ist. Dies hat den Vorteil, daß dann, wenn im Störungsfall über die Heizkörper tatsächlich die Netzspannung an der Flanschplatte an liegt, ein Strom fließt, der mit Sicherheit eine übliche Netzsicherung zum Ansprechen bringt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt einen elektrischen Warmwasserbereiter schematisch.

Ein Warmwasserbereiter weist einen Wasserbehälter (1) aus Stahl auf, der über eine Leitung (2) geerdet ist. In dem Wasserbehälter (2) ist eine Magnesium-Schutzanode (3) angeordnet.

Der Wasserbehälter (1) ist durch eine Flanschplatte (4) abgeschlossen. An der Flanschplatte (4) sind elektrische Heizkörper (5 bis 8) befestigt. Diese stehen innerhalb des Wasserbehälters (1). Zwischen der Flanschplatte (4) und dem Wasserbehälter (1) ist eine elektrische Isolation (9) angeordnet.

Der Warmwasserbereiter weist einen Regler (10) auf. Dieser arbeitet einerseits als Temperaturregler in Abhängigkeit von einer eingestellten Solltemperatur und der Wassertemperatur im Wasserbehälter (1). Andererseits arbeitet er als Sicherheitstemperaturbegrenzer. Der g Regler (10) arbeitet mit drei Kontaktsätzen (K1, K2 und K3, K4 sowie K5, K6), wobei die Kontakte (K1, K3, K5) öffnen, wenn die Solltemperatur erreicht ist und die Kontakte (K2, K4, K6) öffnen, wenn eine Temperatur erreicht ist, die aus Sicherheitsgründen nicht überschritten werden soll.

Es ist eine Anschlußklemmleiste (11) vorgesehen. An deren Erdanschluß (12) liegen in Reihe die Kontakte (K1, K2). Der Kontakt (K1) ist über eine Leitung (13) mit der metallischen Flanschplatte (4) verbunden. Am Nulleiteranschluß (14) liegen in Reihe die Kontakte (K3, K4). Der Kontakt (K3) ist über eine Leitung (15) mit allen Heizkörpern (5 bis 8) verbunden. An einem Niedertarifanschluß (16), an dem nur zu Niedertarifzeiten die Netzspannung ansteht, liegen in Reihe die Kontakte (K5, K6). An den Kontakt (K5) ist über eine Leitung (17) der Heizkörper (6) angeschlossen, dem der Heizkörper (5) parallelgeschaltet ist.

An einem Hochtarifanschluß (18), an dem die Netzspannung nur zu Hochtarifzeiten ansteht, liegt ein Schützkontakt (K7). Dieser ist Teil eines Einschaltschützes (19). Das Einschaltschütz (19) weist drei weitere Schützkontakte (K8, K9, K10) auf. Die Schützkontakte (K7, K8, K9, K10) werden geschlossen, wenn ein Taster (20) des Einschaltschützes (19) betätigt wird.

Der Schützkontakt (K7) ist mit dem Niedertarifanschluß (16) verbunden. Die Schützkontakte (K8, K9, K10) liegen einerseits an dem Kontakt (K5). Andererseits ist der Schützkontakt (K8) mit dem Heizkörper (7) und der Schützkontakt (K9) mit dem Heizkörper (8) verbunden. Der Schützkontakt (K10) liegt parallel zum Taster (20). Er dient der Selbsthaltung des Einschaltschützes (19), dessen Wicklung (21) am Nulleiteranschluß (14) und am Schützkontakt (K10) liegt. Parallel zur Wicklung (21) liegt eine Anzeigelampe (22).

Ausgehend von der in der Figur dargestellten Stellung der Kontakte ist die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung etwa folgende:
Die Kontakte (K1 bis K6) sind geschlossen. Die Kontakte (K7 bis K10) sind geöffnet. In der Niedertarifzeit arbeiten dann die Heizkörper (5, 6).

Über die geschlossenen Kontakte (K1, K2) und die Leitung (13) ist die Flanschplatte (4) am Erdanschluß (12) geerdet. Sie liegt also auf dem gleichen Potential wie der Wasserbehälter (1). Infolge der Schutzanode (3) kann an der Flanschplatte (4) eine Spannung von etwa 0,5 V entstehen. Über die Kontakte (K1, K2) fließt kein Strom, der einen Abtrag der Schutzanode (3) zur Folge hat. Um den Strom und damit den Abtrag der Schutzanode (3) zu unterbinden, sind die Kontakte (K1, K2) mit einer Oxidschicht versehen, die den geschlossenen Kontakten (K1, K2) einen Übergangswiderstand gibt, der so groß ist, daß bei der anstehenden Spannung von 0,5 V ein Fritten der Kontakte vermieden ist, so daß kein oder aber nur unwesentlicher Strom fließt. Diese Oxidschicht läßt sich durch ein künstliches Altern der Kontakte des Reglers (10) vor dem Einbau herstellen. An sich genügt für die hier vorgesehene Funktion der Kontakt (K1). Da am Regler (10) der Kontakt (K1) nicht beidseitig herausgeführt ist, werden jedoch die beiden Kontakte (K1, K2) in ihrer im Regler (10) intern verschalteten Reihenschaltung verwendet.

Für den Fall, daß die Oxidschicht der geschlossenen Kontakte (K1, K2) zu einem Widerstand führt, der wesentlich größer als 500 Ohm ist, ist den Schaltkontakten (K1, K2) ein Widerstand (R) parallelgeschaltet, der etwa 580 Ohm beträgt.

Ist nun einer der an Spannung liegenden Heizkörper (5, 6) defekt, so daß die Netzspannung (220 V) an der Flanschplatte (4) liegt, dann fließt über die Kontakte (K1, K2) ein Strom, der die Sicherung (S1), die beispielsweise auf 16 A ausgelegt ist, zum Ansprechen bringt.

Wird der Taster (20) betätigt, dann schließen auch die Kontakte (K7 bis K10). In der Hochtarifzeit liegt dann über den Kontakt (K7) der Kontakt (K6) an Netzspannung. Über die geschlossenen Kontakte (K8, K9) sind nun auch die Heizkörper (7, 8) eingeschaltet.

Tritt an einem der Heizkörper (5 bis 8) ein Fehler in der Weise auf, daß die Flanschplatte (4) an Netzspannung liegt, dann fließt über die Kontakte (K7, K6, K5, K1, K2) ein hoher Strom, der die Sicherung (S2) zum Ansprechen bringt. Die Oxidschicht der Kontakte (K1, K2) ist nicht spannungsfest. Liegt über die Flanschplatte (4) an den Kontakten (K1, K2) die Netzspannung bzw. eine Spannung über etwa 55 V, dann bricht die Oxidschicht durch, so daß die Kontakte (K1, K2) in diesem Fall praktisch den Übergangswiderstand 0 Ohm aufweisen. Das Ansprechen der Sicherungen (S1 bzw. S2) ist damit gewährleistet.

Schaltet der Regler (10) ab, dann öffnen die Kontakte (K1 bis K6). Die Flanschplatte (4) liegt damit nicht mehr an Erde, so daß die Flanschplatte (4) zu keinem zusätzlichen Verschleiß der Schutzanode (3) führt. Der gegebenenfalls vorgesehene Widerstand (R) stört dabei kaum, da er vergleichsweise hochohmig ist.

Nach dem Abschalten des Reglers (10) sind alle Heizkörper (5 bis 8) allpolig abgeschaltet. Denn die Kontakte (K3, K4) trennen die Verbindung zum Nulleiteranschluß (14). Die Kontakte (K5, K6) trennen die Verbindung der Heizkörper (5 bis 8) zum Niedertarifanschluß (16) und zum Hochtarifanschluß (18). Selbst wenn die Schaltkontakte (K7, K8, K9) geschlossen sein sollten, ist über die Kontakte (K5, K6) die Netzverbindung getrennt.

Claims (4)

1. Elektrischer Warmwasserbereiter, in dessen geerdeten Wasserbehälter eine Schutzanode angeordnet ist und dessen elektrische Heizkörper an einer Flanschplatte befestigt sind, die gegen den Wasserbehälter elektrisch isoliert ist und die bei eingeschalteten Heizkörpern über einen Schaltkontakt geerdet ist, wobei zum Schalten der Heiz­ körper ein Temperaturregler vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt von einem ersten Kontakt (K1) eines als Temperaturregler arbeitenden Reglers (10) gebil­ det ist, daß der Nulleiter (14) des Netzes über einen zwei­ ten Kontakt (K3) des Reglers (10) an den Heizkörpern (5, 6, 7, 8) liegt, daß ein Niedertarifanschluß (16) über einen dritten Kontakt (K5) des Reglers (10) an einen Teil der Heizkörper (5, 6) gelegt ist und daß ein Hochtarif­ anschluß (18) über einen Schützkontakt (K7) eines Einschalt­ schützes (19) an den dritten Kontakt (K5) des Reglers (10) angeschlossen ist, wobei bei eingeschaltetem Ein­ schaltschütz (19) alle Heizkörper (5, 6, 7, 8) über den Schütz­ kontakt (K7) und den dritten Kontakt (K5) am Hochtarifan­ schluß (18) liegen.

2. Elektrischer Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangswiderstand des geschlossenen Schaltkontakts (K1) so bemessen ist, daß bei einer an ihm anstehenden Spannung von etwa 0,5 V kein Fritten der Kontakte stattfindet.

3. Elektrischer Warmwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schaltkontakt (K1) ein Widerstand parallelgeschaltet ist.

4. Elektrischer Warmwasserbereiter nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (10) auch als Sicherheitstemperaturbegren­ zer mit einem weiteren ersten Kontakt (K2), einem weiteren zweiten Kontakt (K4) und einem weiteren dritten Kontakt (K6) arbeitet, wobei die ersten Kontakte (K1, K2), die zwei­ ten Kontakte (K3, K4) und die dritten Kontakte (K5, K6) jeweils in Reihe geschaltet sind und der Schützkontakt (K7) an dem weiteren dritten Kontakt (K6) liegt.