DE4303325A1 - Einrichtung zum Abschalten eines Durchlauferhitzers beim Auftreten von Luftblasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abschalten von in einer Wasserkammer eines Durchlauferhitzers angeordneten Blankdrahtheizkörpern beim Auftreten von Luftblasen im Wasser.

Ein derartige Einrichtung ist in der DE 34 43 543 A1 beschrieben. Dort ist zwischen einem Differenzdruckschalter und einem Durchflußmengenkonstanthalter ein Sperrorgan vorgesehen. Dieses schließt eine Durchlaßöffnung, wenn infolge von Luftblasen im Kaltwassernetz ein erhöhter Druck entsteht. Dadurch schaltet dann der Differenzdruckschalter die Blankdrahtheizkörper ab.

Die Einrichtung der DE 34 43 543 A1 vermeidet zwar eine Gefährdung der Blankdrahtheizkörper durch Luftblasen im Wasserstrom. Sie setzt jedoch voraus, daß ein Differenzdruckschalter und ein Durchflußmengenkonstanthalter vorgesehen sind.

In der DE 40 29 780 A1 ist ein Durchlauferhitzer beschrieben, in dessen Kaltwasserzulauf ein Wasser- Durchflußmesser angeordnet ist. Der Durchflußmesser ist an eine Steuerelektronik angeschlossen und dient der Steuerung eines Stellventils für den Wasserdurchfluß.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die beim Auftreten von Luftblasen auch ohne Durchflußmengenkonstanthalter und Differenzdruckschalter zu einem Abschalten der Heizkörper führt.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sowohl am Kaltwasserzulauf als auch am Warmwasserablauf der Wasserkammer je ein Durchflußmesser angeordnet ist, wobei die Durchflußmesser die jeweiligen momentanen Strömungsgeschwindigkeiten am Kaltwasserzulauf bzw. am Warmwasserablauf erfassen, und daß eine Steuerschaltung die Meßwerte der beiden Durchflußmesser miteinander vergleicht und beim Auftreten einer Differenz die Heizkörper abschaltet.

Die Funktionsweise dieser Einrichtung beruht auf der Erkenntnis, daß bei luftblasenfreiem Wasserdurchfluß die Strömungsgeschwindigkeiten am Kaltwasserzulauf und am Warmwasserablauf praktisch gleich sind, und daß diese Strömungsgeschwindigkeiten jedoch momentan unterschiedlich sind, wenn das die Wasserkammer durchströmende Wasser Lufteinschlüsse enthält. Die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten lassen sich darauf zurückführen, daß die eingeschlossene Luft infolge des Strömungswiderstandes der Wasserkammer bzw. des Strömungsdruckes in der Wasserkammer komprimiert wird.

Es ist also vermieden, daß die Heizkörper, wenn sich an ihnen Lufteinschlüsse ansetzen, zonal bis zur Zerstörung überhitzt werden, da in solchen Fällen die Heizkörper durch die beschriebene Einrichtung abgeschaltet bleiben bzw. abgeschaltet werden.

Damit ist zugleich auch erreicht, daß die Heizkörper erst nach dem Füllen der Wasserkammer einschalten. Dies ist in Fällen günstig, bei denen nach einem Leeren der Wasserkammer oder des Wasserversorgungsnetzes der Durchlauferhitzer erneut in Betrieb genommen wird.

Vorzugsweise weisen die Durchflußmesser in der Wasserströmung liegende Rotationskörper auf, die ständig entsprechend der Wasserströmung rotieren. Die Rotationskörper können beispielsweise Stifte (vgl. DE 40 29 780 A1), eine Wendel (vgl. DE 40 20 533 A1) oder ein Flügelrad (vgl. DE 38 40 210 A1) tragen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. Die Figur zeigt einen elektrischen Durchlauferhitzer schematisch.

Ein elektrischer Durchlauferhitzer weist eine Wasserstrecke (1) auf, die bei einem Kaltwasserzulauf (2) beginnt und bei einem Warmwasserablauf (3) endet, an den ein Zapfventil (4) angeschlossen ist. Die Wasserstrecke (1) umfaßt einen Kaltwasserbereich (5) und eine Wasserkammer (6).

Im Kaltwasserbereich (5) sind dem Kaltwasserzulauf (2) ein Sieb (7), ein erster Durchflußmesser (8) und ein Stellventil (9) in Reihe geschaltet. In der Wasserkammer (6) liegen in der Wasserstrecke (1) elektrische Blankdraht-Heizkörper (10), deren Leistung von einer elektronischen Steuereinrichtung (11) gesteuert ist.

Nach dem Stellventil (9) zweigt eine Bypaßleitung (12) ab, die über ein Bypaßventil (13) an einer Stelle (14) in den Warmwasserablauf (3) mündet, welche zwischen dem Warmwasserablauf (3) und den Heizkörpern (10) liegt. Zwischen der Stelle (14) und dem Warmwasserablauf (3) ist ein Temperaturfühler (15) angeordnet, der ein Steuersignal an die Steuereinrichtung (11) gibt. Die Steuereinrichtung (11) erhält auch ein Steuersignal von dem ersten Durchflußmesser (8). Sie steuert das Stellventil (9). An die Steuereinrichtung (11) ist ein Temperatur- Sollwertgeber (16) angeschlossen.

Das Stellventil (9) hat beispielsweise einen Einstellbereich zwischen 2 l/min. bis 15 l/min. Durch den Strömungswiderstand der Wasserkammer (6) stellt sich die zum Durchlauferhitzer fließende Wassermenge (V1) auf einen entsprechenden Wert, beispielsweise 10 l/min., ein; und zwar durch die Anpassung des Öffnungsdrucks des Bypaßventils (13) einerseits und des Differenzdrucks der Wasserkammer (6) andererseits. Der erste Durchflußmesser (8) führt bei einer Mindestdurchflußmenge, beispielsweise 2 l/min., zum Einschalten der Steuereinrichtung (11) und damit der Heizkörper (10).

Solange das Stellventil (9) auf eine Durchflußmenge eingestellt ist, bei der kein hinreichend großer Differenzdruck zwischen dem Kaltwasserbereich (5) und der Wasserkammer (6) entsteht, bleibt das Bypaßventil (13) geschlossen. Steigt die vom Stellventil (9) durchgelassene Wasserdurchflußmenge, dann steigt auch der Differenzdruck. Erreicht dieser beispielsweise 0,5 bar, dann beginnt das Bypaßventil (13) zu öffnen. Dadurch ergibt sich über die Bypaßleitung (12) ein zusätzlicher, kalter Wasserstrom (V2) zum Warmwasserablauf (3). Mit zunehmendem Öffnen des Stellventils (9) steigt der von der Wasserkammer (6) hervorgerufene Staudruck. Dementsprechend erhöht sich der Differenzdruck am Bypaßventil (13) weiter und der Wasserstrom (V2) verstärkt sich.

Ist das Zapfventil (4) ganz geöffnet und nur eine mittlere Solltemperatur eingestellt, dann wird nicht die Heizleistung der Heizkörper (10) entsprechend verringert; es wird vielmehr das Stellventil (9) so weit geöffnet, daß durch Zumischen des Kaltwasser-Wasserstroms (V2) am Wasserablauf (3) die gewünschte Temperatur auftritt. Wird die Solltemperatur erhöht, dann schließt sich das Stellventil (9) entsprechend. Dementsprechend schließt dann auch das Bypaßventil (13).

Ist das Stellventil (9) so weit geschlossen, daß seine Durchflußmenge in der Wasserkammer (6) einen Staudruck erzeugt, der einen Differenzdruck am Bypaßventil (13) entstehen läßt, welcher kleiner ist als dessen Öffnungsdruck, dann bleibt das Bypaßventil (13) geschlossen.

Der erste Durchflußmesser (8) erfaßt die momentan durchfließende Wassermenge (V1 + V2). Er gibt ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung (11). Sinkt der Wassernetzdruck ab, dann wird über die Steuereinrichtung (11) das Stellventil (9) weiter geöffnet. Steigt der Wassernetzdruck an, dann wird über die Steuereinrichtung (11) das Stellventil (9) weiter geschlossen.

Am Warmwasserablauf (3) ist in Strömungsrichtung (V1 + V2) vor dem Zapfventil (4) ein zweiter Durchflußmesser (17) vorgesehen. Dieser ist ebenfalls an die elektronische Steuereinrichtung (11) angeschlossen.

Die Durchflußmesser (8, 17) weisen Rotationskörper auf, die entsprechend der Wasserströmung rotieren. Die Drehzahl der Rotationskörper entspricht damit der Strömungsgeschwindigkeit. Vorzugsweise sind beide Durchflußmesser (8, 17) gleich aufgebaut. Die Rotationskörper tragen Magnetscheiben mit dauermagnetischen Eigenschaften, denen ein Sensor zugeordnet ist, so daß die Drehzahlen der Durchflußmesser (8, 17) als Impulsfolgen an die Steuerschaltung (11) geleitet werden.

In der Steuerschaltung (11) werden die Impulsfolgen, d. h. Meßwerte, miteinander verglichen. Solange die Meßwerte nahezu gleich sind, was ein Zeichen dafür ist, daß das durchströmende Wasser keine Luftblasen enthält, erfolgt nichts besonderes. Der Durchlauferhitzer arbeitet in der üblichen Weise.

Stellt sich jedoch eine Differenz der Meßwerte ein, die einen bestimmten Wert überschreitet, was ein Zeichen für Lufteinschlüsse im durchströmenden Wasser ist, wertet dies die Steuereinrichtung aus und schaltet die Heizkörper (10) ab. Ein Wiedereinschalten kann erst erfolgen, wenn an den Durchflußmessern (8, 17) wieder die gleichen Strömungsgeschwindigkeiten auftreten.

Claims (4)

1. Einrichtung zum Abschalten von in einer Wasserkammer eines Durchlauferhitzers angeordneten Blankdrahtheizkörpern beim Auftreten von Luftblasen im Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl im Kaltwasserzulauf (2) als auch im Warmwasserablauf (3) der Wasserkammer (6) je ein Durchflußmesser (8, 17) angeordnet ist, wobei die Durchflußmesser (8, 17) die jeweiligen momentanen Strömungsgeschwindigkeiten am Kaltwasserzulauf (2) bzw. am Warmwasserablauf (3) erfassen, und daß eine Steuerschaltung (11) die Meßwerte der beiden Durchflußmesser (8, 17) miteinander vergleicht und beim Auftreten einer Differenz die Heizkörper (10) abschaltet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußmesser (8, 17) in der Wasserströmung liegende Rotationskörper aufweisen, die ständig entsprechend der jeweiligen Wasserströmung rotieren.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (11) die Heizkörper (10) nur einschaltet bzw. abschaltet, wenn die Differenz der Meßwerte einen bestimmten Wert nicht überschreitet.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (11) die Heizkörper (10) abschaltet bzw. nicht einschalten läßt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit am Durchflußmesser (17) des Warmwasserablaufs (3) kleiner ist bzw. wird, als die Strömungsgeschwindigkeit am Durchflußmesser (8) des Kaltwasserzulaufs (2).