EP0944803B1 - Gas-warmwasserbereiter - Google Patents

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EP0944803B1
EP0944803B1 EP98958811A EP98958811A EP0944803B1 EP 0944803 B1 EP0944803 B1 EP 0944803B1 EP 98958811 A EP98958811 A EP 98958811A EP 98958811 A EP98958811 A EP 98958811A EP 0944803 B1 EP0944803 B1 EP 0944803B1
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water heater
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Walter Lehr
Bernd Schumann
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F24H1/107—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using fluid fuel
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    • F24H2240/00—Fluid heaters having electrical generators
    • F24H2240/08—Fluid heaters having electrical generators with peltier elements

Definitions

  • the one used in the invention is particularly preferred Lambda probe on a zirconia plate.
  • the design of the lambda probe can be the required Electricity in compliance with the operating conditions of the Generate lambda probe.

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Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Gas-Warmwasserbereiter, insbesondere Gasdurchlauferhitzer mit einem Gasbrenner und einer elektrischen Speiseeinrichtung, die die zum Betrieb der elektrischen Aggregate benötigte elektrische Energie erzeugt. Ein derartiger Wasserbereiter ist z.B. aus der DE-A-4 409 685 bekannt.
Derzeit auf dem Markt erhältliche Gasdurchlauferhitzer beinhalten einen Batteriepack, mit dem die elektrische Energie zur Zündung und zum Betrieb des Gasdurchlauferhitzers zur Verfügung gestellt wird. Bei den oben erwähnten Gasdurchlauferhitzern konnte der Energiebedarf der elektrischen Aggregate stark reduziert werden. Ein zur Erzeugung der benötigten Primärenergie eingesetzter Batteriepack muß in regelmäßigen Intervallen ausgetauscht oder aufgeladen werden.
Darlegung der Erfindung
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, einen Gas-Warmwasserbereiter, insbesondere Gasdurchlauferhitzer, zu ermöglichen, dessen elektrische Anlage weitgehend wartungsfrei ist und bei dem keine Batterien mehr ausgetauscht werden müssen.
Die obige Aufgabe wird bei einem Gas-Warmwasserbereiter, insbesondere bei einem Gasdurchlauferhitzer erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Speiseeinrichtung eine im fetten Abgasstrom des Gasbrenners liegende Lambdasonde aufweist.
Somit wird die zum Betrieb der elektrischen Aggregate notwendige elektrische Energie von dieser Lambdasonde erzeugt und es müssen keine Batterien mehr ausgetauscht werden. Die elektrische Anlage des Geräts ist somit weitgehend wartungsfrei.
Eine Lambdasonde erzeugt, wie aus ihrem Einsatz im Abgasrohr von Kraftfahrzeugen bekannt ist, elektrische Energie aufgrund elektrochemischer Wandlung chemischer Bindungsenergie. Eine Lambdasonde wird auf der einen Seite mit einem geeigneten Brenngas z.B. dem fetten Abgasstrom beaufschlagt und auf der anderen Seite mit Sauerstoff aus der Luft versorgt. Über der Sauerstoffionen leitenden keramischen Membran entsteht,ein elektrisches Potential, das Arbeit verrichten kann.
Da der Leistungsbedarf beim Betrieb eines Gas-Warmwasserbereiters, insbesondere eines Gasdurchlauferhitzers auf ca. 100 mW gesenkt werden konnte, reicht es aus, wenn die Lambdasonde einen Strom von wenigstens 300 mA liefert.
Besonders bevorzugt weist die bei der Erfindung verwendete Lambdasonde ein Zirkondioxidplättchen auf. Mit dieser Gestaltung der Lambdasonde läßt sich der erforderliche Strom bei der Einhaltung der Betriebsbedingungen der Lambdasonde erzeugen.
Die erzeugte elektrische Energie wird sofort zum Betrieb der elektrischen Funktionen des Gasdurchlauferhitzers eingesetzt. Die elektrische Energie kann mittels eines Gleichspannungs/Gleichspannungswandlers, wenn erforderlich, auf ein Spannungsniveau gebracht werden, das für eine in dem Gas-Warmwasserbereiter vorgesehene Regelelektronik nötig ist.
Der Gleichspannungs/Gleichspannungswandler kann die Lambdasonde stets im Punkt maximaler Leistung betreiben.
Entscheidend für die Funktion eines Gasdurchlauferhitzers ist die sofortige Bereitstellung elektrischer Energie, die zur Zündung des Gases und zur Öffnung der Gasventile benötigt wird. Diese Energie wird zunächst aus einem elektrischen Speicher bereitgestellt. Dieser elektrische Speicher ist weitgehend wartungsfrei und hat eine Lebensdauer, die weit größer ist als die Lebensdauer des Gasdruchlauferhitzers. Es entfällt die umweltproblematische Entsorgung der bisher verwendeten Primärzellen. Ein solcher elektrischer Energiespeicher ist z.B. ein Kondensator, insbesondere ein Supercap. Somit ist die Leistung der Sonde so auszulegen, daß etwas Überschußenergie im elektrischen Speicher gespeichert werden kann, um den Brenner des Gas-Warmwasserbereiters wieder zu starten.
Besonders vorteilhaft läßt sich somit die Erfindung bei Gasdurchlauferhitzern einsetzen, deren Zündautomatik durch Aufdrehen des Warmwassehahns aktiviert wird.
Selbstverständlich läßt sich das erfindungsgemäße Prinzip nicht nur bei Gasdurchlauferhitzern sondern auch bei anderen Gas-Warmwasserbereitern einsetzen, wie z.B. Warmwasserzentralheizgeräten.
Figur
Die Figur zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß gestalteten gasbetriebenen Wassererhitzers mit stromerzeugender Lambda-Sonde zur Deckung des elektrischen Eigenbedarfs des Wassererhitzers. Brenngas 1 strömt zunächst durch die auf der rechten Seite der Figur dargestellte Vormischkammer 4 und wird in einem in einer Brennkammer 9 des Wassererhitzers gelegenen Hauptbrenner 6 verbrannt. Die verbrannten Gase strömen durch einen Wärmetauscher 10 und werden als Abgas 11 abgegeben.
Gleichfalls geht ein Brenngasstrom 1 zunächst durch eine Vormischkammer 3 für einen Bypass-Brenner 5, der auf der linken Seite der Figur dargestellt ist. Die Brennkammer 8 des Bypass-Brenners 5 enthält erfindungsgemäß eine Lambda-Sonde 7 zur Erzeugung einer elektrischen Spannung.
Da zum Betrieb eines Gasdurchlauferhitzers, der bereits auf seinen elektrischen Eigenbedarf optimiert ist, nur eine geringe elektrische Leistung von ca. 100 mW nötig ist, genügt es, eine Lambda-Sonde in den fetten Abgasstrom in der Brennkammer 8 des Bypass-Brenners zu bringen. Die Leistung der Lambda-Sonde 7 ist so auszulegen, daß etwas Überschußenergie in einem (nicht gezeigten) elektrischen Speicher gespeichert werden kann, um den Brenner wieder zu starten.
In dem parallel zum Hauptbrenner 6 betriebenen Bypass-Brenner 5 wird das Brenngas 1 in der Vormischkammer 3 mit Luft vermischt und im Bypass-Brenner 5 derart verbrannt, daß ein fettes Abgas entsteht. Dieses Abgas wird in der Bypass-Brennkammer 8 an der Lambda-Sonde 7 vorbeigeführt, und diese erzeugt dabei elektrische Energie. Das vorbeiströmende fette Abgas wird durch eine Abgasrückführung 2 zurückgeführt und dem Brenngas 1 zugemischt, welches über die Vormischkammer 4 zum Hauptbrenner 6 des Wassererhitzers geführt wird.
Der in der Figur nicht dargestellte elektrische Energiespeicher kann vorteilhafterweise ein Kondensator sein. Die darin gespeicherte Überschußenergie dient als Anfangsenergie zur Öffnung der Gasventile und zur Zündung des Brenngases 1.
Ferner kann die Speiseeinrichtung, die als Spannungsquelle die Lambda-Sonde 7 enthält, einen Gleichspannungs/Gleichspannungswandler aufweisen, der die von der Lambda-Sonde 7 und dem elektrischen Energiespeicher gelieferte Spannung auf ein von einer im Gas-Warmwasserbereiter vorgesehenen Regelelektronik benötigtes Spannungsniveau umsetzt.

Claims (8)

  1. Gas-Warmwasserbereiter, insbesondere Gasdurchlauferhitzer, mit einem Gasbrenner (5,6) und einer elektrischen Speiseeinrichtung, die die zum Betrieb der elektrischen Aggregate des Warmwasserbereiters benötigte elektrische Energie erzeugt,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtung eine im fetten Abgasstrom des Gasbrenners (5,6) liegende Lambdasonde (7) aufweist.
  2. Gas-Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lambdasonde (7) so eingerichtet ist, daß sie bei einem Leistungsbedarf der elektrischen Aggregate von etwa 100 mW einen Strom von wenigstens 300 mA liefern kann.
  3. Gas-Warmwasserbereiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lambdasonde (7) ein Zirkondioxidplättchen aufweist.
  4. Gas-Warmwasserbereiter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lambdasonde (7), auf der einen Seite mit dem fetten Abgasstrom vom Gasbrenner und auf der anderen Seite mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft versorgt wird.
  5. Gas-Warmwasserbereiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtung außerdem einen elektrischen Energiespeicher aufweist, der Überschußenergie der Lambdasonde (7) speichern und die zur Zündung des Gases und zur Öffnung der Gasventile benötigte Anfangsenergie zur Verfügung stellen kann.
  6. Gas-Warmwasserbereiter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Energiespeicher ein Kondensator ist.
  7. Gas-Warmwasserbereiter nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiseeinrichtung außerdem einen Gleichspannungs/Gleichspannungswandler aufweist, der die von der Lambdasonde (7) und dem elektrischen Energiespeicher gelieferte Spannung auf ein von einer im Gas-Warmwasserbereiter vorgesehenen Regelelektronik benötigtes Spannungsniveau umsetzt.
  8. Gas-Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gasdurchlauferhitzer mit einer durch die Öffnung des Warmwasserhahns aktivierten Zündautomatik ist.
EP98958811A 1997-10-13 1998-10-12 Gas-warmwasserbereiter Expired - Lifetime EP0944803B1 (de)

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DE19745198 1997-10-13
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DE19846409 1998-10-08
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EP0944803A1 EP0944803A1 (de) 1999-09-29
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DE4036823A1 (de) * 1990-11-19 1992-05-21 Dessauer Gasgeraete Gmbh Anordnung zur erzeugung von elektrischer energie
AT402848B (de) * 1993-03-16 1997-09-25 Vaillant Gmbh Fluidheizer

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