DE4142838A1 - Sicherheitseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für einen elektrisch beheizten Durchlauf-Wasserheizer mit einem Kanal­ körper, welche einen von einer Auswerteschaltung angesteuerten, zusätzlich zu einem betriebsmäßig angesteuerten Schalter zur Steuerung der Energiezufuhr vorgesehenen Schalter aufweist und wo­ bei die Ansteuerschaltung mit einem den Betriebszustand erfassen­ den Fühler verbunden ist.

Elektrisch beheizte Durchlauf-Wasserheizer müssen gemäß den ein­ schlägigen Bestimmungen mit Sicherheitsschaltern ausgerüstet sein, die die Energiezufuhr unterbrechen, wenn dies bei Unterschreitung eines bestimmten Durchsatzes durch den dafür betriebsmäßig vorge­ sehenen Schalter nicht erfolgt. Letzteres kann zu einer Überhit­ zung des Gerätes und zu einem Durchbrennen der Heizkörper führen.

Bisher wurden diese Sicherheitsschalter durch Druckschalter, die den Druck im Inneren eines Kanalkörpers erfassen, in dem die Heiz­ körper angeordnet sind, oder der von den Heizkörpern erwärmt wird, ausgelöst. Dabei wird der Umstand ausgenützt, daß sich der Druck im Inneren des Kanalkörpers bei einer Überhitzung aufgrund der da­ durch bedingten Dampfentwicklung erhöht. Weiter sind auch Lösungen bekannt, bei denen zur Auslösung des Sicherheitsschalters ein im vor oder hinter dem Kanalkörper angeordneter Temperaturschalter oder eine Kombination eines Druckschalters mit einem Temperatur­ schalter vorgesehen ist.

Alle diese bisher bekannten Möglichkeiten haben entscheidende Nachteile. So kommt es entweder dennoch zu einem hohen Druckan­ stieg oder zu einer sehr beträchtlichen Übertemperatur und relativ langen Abschaltzeiten.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Sicherheitseinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die eine unterbliebene betriebsmäßige Abschaltung der Energiezu­ fuhr sicher und rasch erkennt und zu einer raschen Abschaltung im Gefahrenfalle führt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine den Durchsatz im Wasserweg des Kanalkörpers erfassende Einrichtung und ein die Energiezufuhr erfassender Fühler vorgesehen sind, die beide mit der Auswerteschaltung verbunden sind, die eine Zeitschaltung auf­ weist und bei Unterschreitung eines vorbestimmten Durchsatzes und Aufrechterhaltung der Energiezufuhr bei Ablauf der Zeitschaltung im Sinne des Öffnens ansteuert.

Auf diese Weise ist eine sichere Überprüfung möglich, ob die bei einem Unterschreiten einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit des zuströmenden Wassers beziehungsweise bei Unterschreitung eines bestimmten Durchflusses die Zufuhr elektrischer Energie innerhalb einer vorbestimmten Zeit unterbrochen wird. Sollte dies nicht er­ folgen, so wird der Sicherheitsschalter geöffnet. Damit ist ein hohes Maß an Sicherheit gewährleistet. Außerdem ergibt sich im Falle eines Versagens der betriebsmäßigen Abschaltung aufgrund der nur kurzen Verzögerung, innerhalb der die Sicherheitseinrichtung für die Abschaltung der Energiezufuhr sorgt, nur ein sehr geringer Anstieg des Druckes und der Temperatur des Wassers.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die die Strömung im Wasserzulauf erfassende Einrichtung durch einen Strömungsmesser, zum Beispiel ein Flügelrad gebildet ist, dessen Drehzahl von einem Drehzahlgeber abgetastet ist. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, daß zur Erfassung des Durchsatzes ein Paddel- oder Differenzdruck­ schalter vorgesehen ist.

Dabei kann in allen Fällen auf einfache Weise die Strömungsgeschwindigkeit, bei der die Abschaltung der Energiezu­ fuhr erfolgen soll, festgelegt beziehungsweise eingestellt werden.

Dabei kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, daß der Strömungsmesser gleichzeitig die den zur betriebs­ mäßigen Steuerung der Energiezufuhr vorgesehenen Schalter steuernde Steuerung mit Meßsignalen beaufschlagt.

Auf diese Weise werden zeitliche Überschneidungen zwischen Signa­ len für die betriebsmäßige Abschaltung der Stromzufuhr beim Schließen der Zapfstelle und für die Sicherheitsabschaltung ver­ mieden.

Weiter kann vorgesehen sein, daß zur Erfassung der Energiezufuhr eine Spannungsüberwachung vorgesehen ist, die die Spannung zwi­ schen dem Leistungsschalter und dem Heizblock erfaßt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, daß zur Erfassung der Energiezufuhr ein Stromfühler, zum Beispiel ein Stromwandler vorgesehen ist, der zwischen dem Leistungsschal­ ter und dem Heizblock angeschlossen ist.

In beiden Fällen ergibt sich eine sehr einfache und zuverlässige Erfassung der Energiezufuhr zum Heizblock.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Wasserheizer mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung,

Fig. 2 bis 4 schematisch verschiedene Ausführungsformen erfin­ dungsgemäßer Sicherheitseinrichtungen.

Bei dem Wasserheizer nach der Fig. 1 ist nach dem Wasser-Einlauf 1 ein den zufließenden Wasserdurchsatz erfassendes Flügelrad 2 an­ geordnet, dessen Signale einer Auswerteschaltung 3 und einer über eine Meßleitung 5 zugeführt werden.

In Strömungsrichtung hinter einem Kanalkörper 6 ist noch im Aus­ lauf 7 ein Temperaturfühler 8 angeordnet, der über die Leitungen 9 mit der Auswerteschaltung 3 verbunden ist.

Die betriebsmäßige Steuerung 20 steuert in Abhängigkeit der über einen Auslauftemperatur-Einsteller 11, den Leistungsschalter 12 über den die Heizwendel des Kanalkörpers 6 mit den drei Phasen L1, L2 und L3 des speisenden Drehstromnetzes in Verbindung stehen.

Die Auswerteschaltung 3 ist mit dem Sicherheitsschalter 4 verbun­ den und beeinflußt diese bei Vorliegen bestimmter Gegebenheiten, wie Unterschreiten eines bestimmten Mindest-Durchflusses und Ener­ gieversorgung des Kanalkörpers 6 im Sinne einer Unterbrechung der Energiezufuhr zum Kanalkörper 6.

Versorgt werden die Auswerteschaltung 3 und die betriebsmäßige Steuerung 4 von einem Netzteil 14. Die Energiezufuhr zu den Heizwendeln des Kanalkörpers 6 wird über eine Spannungsüberwachung 21 an Abzweigen 10, 13 und 15 hinter dem elektronisch quasi stetig verstellbaren Leistungsschalter zu den Heizwendeln führenden Lei­ tungen 16, 17 und 18 festgestellt. Der 3polige Sicherheitsschal­ ter 4 mit einer Spule 19 und einem Zeitglied 21 ist elektromagne­ tisch betätigbar. Er ist nach dem Öffnen seiner in den Phasenlei­ tungen L1, L2 und L3 liegenden Kontakte nur von Hand rückstellbar.

Die betriebsmäßige Steuerung 20 dient der normalen Auslauftempera­ tursteuerung 8 oder -regelung) und ist über die Leitung 22 mit der Auswerteschaltung 3 verbunden, die feststellt, ob bei gegebenem Wasserdurchsatz die zugeführte elektrische Energie zu groß ist.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist die Auswerteschal­ tung 3 mit dem Flügelrad 2 und dem Temperaturwächter 8 eingangs­ seitig verbunden. Weiter ist die Auswerteschaltung 3 noch mit ei­ nem dem Kanalkörper 6 unmittelbar vorgeschalteten Stromwandler 20 verbunden, wobei das Netzteil 14 die Auswerteschaltung 3 und die betriebsmäßige Steuerung 20 versorgt, die den Leistungsschalter 12 steuert.

Die Auswerteschaltung 3 wertet die vom Flügelrad 2 kommenden Signale im Hinblick auf eine Unterschreitung eines bestimmten Was­ ser-Durchflußwertes und die Signale des Stromwandlers 23 auf das Vorhandensein eines Strom aus und aktiviert bei Vorliegen beider Bedingungen den Schalter 15 im Sinne eines Schließens, wodurch der Sicherheitsschalter 4 nach Ablauf des Zeitgliedes 24 auslöst, um den Stromfluß zu den Heizwendeln des Kanalkörpers 6 zu unterbre­ chen. Dabei rastet der Sicherheitsschalter 4 ein und kann nicht mehr von selbst in seine geschlossene Ruhelage zurückkehren, in der der den Kanalkörper 6 versorgende Stromkreis vorbereitet ist.

Die Ablaufzeit des Zeitgliedes 24 kann zweckmäßigerweise mit ca. 1,5 s festgelegt sein.

Die Ausführungsformen der Sicherheitseinrichtung nach der Figu­ ren 3 und 4 unterscheidet sich von jener nach den Fig. 1 und 2 lediglich dadurch, daß der elektronische quasi stetig verstellbare Leistungsschalter 12 einschließlich der betriebsmäßigen Steuerung 20 durch einen durchflußbetätigten Leistungsschalter 12′ ersetzt wird und anstelle des Flügelrades 2 als durchflußerfassende Ein­ richtung ein Paddelschalter 2′ vorgesehen ist, wodurch die Auswer­ teschaltung 3 sowie der Trafo 14 und die betriebsmäßige Steuerung 20 entfällt.

Claims (5)

1. Sicherheitseinrichtung für einen elektrisch be­ heizten Durchlauf-Wasserheizer mit einem Kanal­ körper, welche einen von einer Auswerteschaltung angesteuerten, zusätzlich zu einem betriebsmäßig angesteuerten Schalter zur Steuerung der Energie­ zufuhr vorgesehenen Schalter aufweist und wobei die Ansteuerschaltung mit einem den Betriebszu­ stand erfassenden Fühler verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Durchsatz im Wasser­ weg des Kanalkörpers (6) erfassende Einrich­ tung (2, 2′) und ein die Energiezufuhr er­ fassender Fühler (13, 13′) vorgesehen sind, die beide mit einem Sicherheitsschalter (4) verbunden sind, die eine Zeitschaltung (24) aufweist und bei Unterschreitung eines vorbestimmten Durch­ satzes und Aufrechterhaltung der Energiezufuhr bei Ablauf der Zeitschaltung (24) im Sinne des Öffnens ansteuert.

2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strömung im Wasserzu­ lauf erfassende Einrichtung durch einen Strö­ mungsmesser, zum Beispiel ein Flügelrad (2), des­ sen Drehzahl von einem Drehzahlgeber abgetastet oder eines Paddelschalters (2′) gebildet ist.

3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmesser (2) gleichzeitig die betriebsmäßige Steuerung (20) mit Meßsignalen beaufschlagt, die den zur be­ triebsmäßigen Steuerung der Energiezufuhr vorge­ sehenen Schalter (12) steuert.

4. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Energiezufuhr ein Spannungsüberwachung (21) vorgesehen ist, der die Spannung zwischen dem Leistungsschalter (12, 12′) und dem Kanalkör­ per (6) erfaßt.

5. Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Energiezufuhr ein Stromfühler (23), zum Bei­ spiel ein Stromwandler vorgesehen ist, der zwi­ schen dem Leistungsschalter (12, 12′) und dem Ka­ nalkörper (6) angeschlossen ist.