WO2005114060A1 - Elektrisches heizgerät für tränk- und brauchwasser - Google Patents

Elektrisches heizgerät für tränk- und brauchwasser Download PDF

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WO2005114060A1
WO2005114060A1 PCT/EP2005/004601 EP2005004601W WO2005114060A1 WO 2005114060 A1 WO2005114060 A1 WO 2005114060A1 EP 2005004601 W EP2005004601 W EP 2005004601W WO 2005114060 A1 WO2005114060 A1 WO 2005114060A1
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heater
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hollow cylinder
radiator
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Frank Haiges
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Suevia Haiges Gmbh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K7/00—Watering equipment for stock or game
    • A01K7/02—Automatic devices ; Medication dispensers
    • A01K7/027—Drinking equipment with water heaters, coolers or means for preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0078—Recirculation systems

Definitions

  • the invention relates to a heater according to the preamble of claim 1 and a drinking or process water dispensing device with a plurality of water tapping points which are connected by means of a water-carrying ring line, into which a fresh water supply line opens, which replaces the used water.
  • the water tank In a known heater of the same type with a thermostat and pump (SUEVIA model 303) for cold stalls where animals are soaked at the water tapping points (e.g. drinking bowls), the water tank consists of two cast housing halves, one of which has a radiator with heating rods screwed into it, which engage in the assembled housing and heat up the water to be heated at an operating temperature of more than 100 ° C.
  • the disadvantage here is that at this operating temperature, the heating elements quickly become so calcified due to the calcareous tap water that can be found almost everywhere that they have to be descaled.
  • the scaled-up radiator must be replaced by a limescale-free second one.
  • the invention is therefore based on the object of creating a heater of the type mentioned at the outset without these disadvantages, which no longer calcifies as inevitable, so that maintenance work (descaling) and replacement parts (second screw-in heater) are no longer necessary.
  • This object is achieved by the characterizing features of claim 1. This advantageously ensures that the radiator is no longer in contact with calcareous water in the container, as was the case with the prior art, according to which the radiator (heating rods) is placed in the standing (no water withdrawal) or continuous (when water withdrawal) water immersed and an operating temperature of the radiator of at most 50 ° C is possible, at which no lime deposits.
  • a resistance heating coil is provided as the radiator, which coils the heat-conducting hollow cylinder and heats it directly from the outside.
  • the jacket surrounding the hollow cylinder according to claim 3 protects the radiator, namely the heating coil, and creates an annular air space which thermally insulates the hollow cylinder by means of the otherwise lost heat.
  • the temperature limiter according to claim 4 prevents overheating of the water space in the container and a burning through of the heating coil.
  • the flow temperature sensor according to claim 5 measures the temperature of the hollow cylinder of a maximum of 50 ° C.
  • the control unit can form a structural unit with the heater on which the connecting lines are laid. - Additional water temperature sensors can be connected to the control unit via long-distance lines.
  • the circulating pump connected to the control device is expediently arranged on the heater, but can optionally be placed in the ring line at any point (with the exception of tapping points).
  • a check valve is also placed in the water supply line near the heater so that the tank plate with the water inlet, the return temperature sensor and the junction of the water supply line in the ring line are close together.
  • FIG. 1 shows, in part, schematically the exemplary embodiment in which, in a water-carrying ring line 1 (from left to right), an electric heater 10 with (left) an electric circulation pump 2, a T-piece 3 for connecting a fresh water Supply line 4 with check valve 5, and a special check valve 6 with return temperature sensor 7 follow one another briefly, while water withdrawal points such as drinking bowls 8, of which only one is shown, may otherwise be present anywhere on the ring line 1.
  • An electrical control unit 9 is set up in a suitable place, for. B. on the heater 10, and connected to the pump 2 and the sensor 7 by means of electrical lines.
  • the heater 10 has a circular disk-shaped end plate 12 which is close to the T-piece 3 and has a central bore 14 as a water inlet to which the ring line 1 attaches, and a circular disk-shaped end plate 16 which supports the pump 2 and has a central blind hole 18 as a water outlet, in which opens a radial blind bore 20 communicating with the pump 2, to which the ring line 1 attaches.
  • the two parallel plates 12 and 16 made of metal are connected to each other in a watertight manner by means of a perpendicular, circularly profiled hollow cylinder 22 made of metal, the cylinder axis coinciding with the aligned axes of the bores 14 and 18.
  • the hollow cylinder 22 and the side of it final plates 12 and 16 a water-carrying container with a water space.
  • the hollow cylinder 22 is approximately airtightly surrounded by a coaxial, square protective jacket 24, which extends between the two plates 12 and 16 and is fastened to them by means of angle pieces 26, and forms an annular air space 28 with the plastic protective jacket 24
  • a resistance heating winding 30 is applied as an electrical heating element, which is connected by means of electrical lines to the control device 9, which operates in pulse mode.
  • a temperature limiter STB is connected in one of these lines and has a heat-conducting connection with the radiator.
  • a flow temperature sensor VT measuring the temperature of the hollow cylinder 22 is connected to the control device 9 by means of an electrical line, which regulates the heating temperature of at most 50 ° C. All previously mentioned electrical lines are indicated in the drawing by dash-dotted lines.
  • the water supply line 4 which is under network pressure, supplies water into the water space of the heater 10, so that it is always filled. This supplied water is heated up there, z. B. to 50 ° C.
  • the heater 10 is therefore not an (electrical) instantaneous water heater.

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Abstract

Um bei einem elektrischen Heizgerät für Tränk- und Brauchwasser, mit einem wasserführenden Behälter(12, 16, 22) mit Wasserein- und -auslass(14 bzw. 18) sowie einem am Behälter gelagerten Heizkörper(30), zu vermeiden, dass das Gerät verkalkt, wird vorgeschlagen, den Behälter hauptsächlich aus einem wärmeleitenden Hohlzylinder(22) und aus zwei, dessen Enden bis auf den Wasserein- bzw. -auslass schließenden Platten(12 und 16) bestehen zu las­sen und den Heizkörper auf der Außenfläche des Hohlzylin­ders(22) zu verlegen. Die Erfindung besteht auch in einer Tränk- oder Brauch­wasser-Abgabeeinrichtung mit mehreren Wasserentnahmestel­len, die mittels einer wasserführenden Ringleitung(1) verbunden sind, in die das Heizgerät(10) gelegt ist und in welche eine Frischwasserzulaufleitung(4) mündet.

Description

Elektrisches Heizgerät für Tränk- und Brauchwasser
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Heizgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Tränk- oder Brauchwasser- Abgabeeinrichtung mit mehreren Wasserentnahmestellen, die mittels einer wasserführenden Ringleitung verbunden sind, in welche eine Frischwasserzulaufleitung mündet, die das verbrauchte Wasser ersetzt.
Bei einem bekannten gleichartigen Heizgerät mit Thermostat und Pumpe (SUEVIA-Modell 303) für Kaltstallungen, an deren Wasserentnahmestellen (z. B. Tränkebecken) Tiere getränkt werden, besteht der Wasserbehälter aus zwei gegossenen Gehäusehälften, in deren eine ein Heizkörper mit Heizstäben geschraubt ist, die in das zusammengefügte Gehäuse eingreifen und dort das zu erwärmende Wasser aufheizen bei einer Betriebstemperatur von mehr als 100 °C. Nachteilig ist hieran, dass die Heizstäbe bei dieser Betriebstemperatur wegen des fast überall anzutreffenden kalkhaltigen Leitungswassers rasch so stark verkalken, dass sie entkalkt werden müssen. Während der zum Entkalken benötigten Zeit muss der verkalkte Heizkörper durch einen kalkfreien zweiten ersetzt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Heizgerät der eingangs genannten Art ohne diese Nachteile zu schaffen, welches nicht mehr als unvermeidbar verkalkt, sodass Wartungsarbeiten (Entkalken) und Austauschteile (zweiter Einschraubheizkörper) entfallen. Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Heizkörper nicht mehr mit kalkhaltigem Wasser im Behälter in Berührung steht, wie das beim bisherigen Stand der Technik der Fall war, wonach der Heizkörper (Heizstäbe) in das stehende (keine Wasserentnahme) oder durchlaufende (bei Wasserentnahme) Wasser eintaucht und eine Betriebstemperatur des Heizkörpers von höchstens 50°C möglich ist, bei welcher sich kein Kalk absetzt. - Dabei ist die Herstellung des erfindungsgemäßen Heizgerätes aus vier Einzelteilen (Hohlzylinder mit Abschlussplatten und Heiz- körper) weniger aufwendig als bisher, weil der Guss von Gehäuseteilen entfällt, da im Wesentlichen nur ein Me- tallzylinder und zwei durchbrochene Platten zur Bildung eines Wasserraumes erforderlich sind, also einfach zu verbindende Fertigteile.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Heizgerätes sind in den ünteransprüchen 2 bis 10 charakterisiert: Gemäß Anspruch 2 ist als Heizkörper eine Widerstandsheiz- icklung vorgesehen, die den wärmeleitenden Hohlzylinder wendeiförmig belegt und unmittelbar von außen beheizt. Der den Hohlzylinder umschließende Mantel gemäß Anspruch 3 schützt den Heizkörper, nämlich die Heizwicklung, und schafft einen ringförmigen Luftraum, der den Hohlzylinder mittels der sonst verlorengehenden Wärme thermisch isoliert. Der Temperaturbegrenzer gemäß Anspruch 4 verhindert eine Überhitzung des Wasserraumes im Behälter und ein Durchbrennen der Heizwicklung.
Der Vorlauftemperatur-Fühler gemäß Anspruch 5 misst die Temperatur des Hohlzylinders von maximal 50 °C. Das Steuergerät kann mit dem Heizgerät eine bauliche Einheit bilden, an der die Verbindungsleitungen verlegt sind. - An das Steuergerät können über Fernleitungen zusätzliche Wassertemperaturfühler angeschlossen sein. Die an das Steuergerät angeschlossene Umwälzpumpe gemäß Anspruch 6 ist zweckmäßig am Heizgerät angeordnet, kann aber wahlweise an beliebiger Stelle (ausgenommen sind Entnahmestellen) in die Ringleitung gelegt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Wasserabgabeeinrichtung ist gemäß Anspruch 8 bzw. 9 in die Ringleitung ein Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und in dessen Nähe ein Rückschlagventil gelegt, das gemäß Anspruch 10 mit einem an das Steuergerät angeschlossenen Rücklauftemperatur- Fühler versehen ist. Auch in die Wasserzuleitung ist in der Nähe des Heizgerätes ein Rückschlagventil gelegt, so- dass die Behälterplatte mit dem Wassereinlass, der Rücklauftemperatur-Fühler und die dazwischen liegende Einmündung der Wasserzuleitung in die Ringleitung nahe beiein- ander liegen. Im Folgenden ist die Erfindung anhand einer durch die beigefügte Zeichnung beispielhaft dargestellten Äusfüh- rungsform einer Wasser-Abgabeeinrichtung mit erfindungsgemäßem Heizgerät im Einzelnen erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt zum Teil schematisch das Ausführungsbeispiel, in dem in einer wasserführenden Ringleitung 1 (von links nach rechts) ein elektrisches Heizgerät 10 mit (links) angefügter elektrischer Umwälzpumpe 2, ein T-Stück 3 zum Anschluss einer Frisch- wasser-Zuleitung 4 mit Rückschlagventil 5, und ein besonderes Rückschlagventil 6 mit Rücklauftemperatur-Fühler 7 kurz aufeinanderfolgen, während im Übrigen Wasserentnahmestellen wie Tränkebecken 8, von denen nur eines gezeigt ist, irgendwo an der Ringleitung 1 vorhanden sein können. - Ein elektrisches Steuergerät 9 ist an passendem Ort aufgestellt, z. B. auf dem Heizgerät 10, und an die Pumpe 2 sowie den Fühler 7 mittels elektrischer Leitungen angeschlossen. Das Heizgerät 10 weist eine dem T-Stück 3 nahestehende, kreisscheibenförmige Abschlussplatte 12 mit einer zentralen Bohrung 14 als Wassereinlass, an dem die Ringleitung 1 ansetzt, und eine die Pumpe 2 lagernde, kreisscheibenförmige Abschlussplatte 16 mit einer zentralen Sackbohrung 18 als Wasserauslass auf, in den eine mit der Pumpe 2 kommunizierende radiale Sackbohrung 20 mündet, an welcher die Ringleitung 1 ansetzt.
Die beiden parallel stehenden Platten 12 und 16 aus Metall sind mittels eines dazu senkrechten, kreisförmig profilierten Hohlzylinders 22 aus Metall wasserdicht it- einander verbunden, wobei die Zylinderachse mit den fluchtenden Achsen der Bohrungen 14 und 18 zusammenfällt. Dadurch bilden der Hohlzylinder 22 sowie die ihn seitlich abschließenden Platten 12 und 16 einen wasserführenden Behälter mit einem Wasserraum.
Der Hohlzylinder 22 ist von einem koaxialen, vierkantigen Schutzmantel 24 angenähert luftdicht umgeben, der sich zwischen den beiden Platten 12 und 16 erstreckt und an diesen mittels Winkelstücken 26 befestigt ist, und bildet mit dem Schutzmantel 24 aus Kunststoff einen ringförmigen Luftraum 28. Auf die den Luftraum 28 begrenzende Außenfläche ist eine Widerstandsheizwicklung 30 als elektrischer Heizkörper aufgebracht, der mittels elektrischer Leitungen an das Steuergerät 9 angeschlossen ist, das im Impulsbetrieb arbeitet. In eine dieser Leitungen ist ein Temperaturbegrenzer STB geschaltet, der mit dem Heizkörper in wär- meleitender Verbindung steht. Außerdem ist ein die Temperatur des Hohlzylinders 22 messender Vorlauftemperatur- Fühler VT mittels einer elektrischen Leitung an das Steuergerät 9 angeschlossen, das die Heiztemperatur von höchstens 50 °C regelt. Alle zuvor erwähnten elektrischen Leitungen sind in der Zeichnung durch strich-punktierte Linien angedeutet.
Bei Entnahme von Wasser an der Stelle, wo sich das Tränkebecken 8 befindet, wird dieses Wasser dem Wasserraum des Heizgerätes 10 dadurch entnommen, dass es von der
Pumpe 2 angesaugt und in den vor ihr liegenden, am Becken 8 endenden Abschnitt der Ringleitung 1 gedrückt wird, aus dem das entnommene Wasser verdrängt wird. Dessen Menge entsprechend liefert die unter Netzdruck stehende Wasser- Zuleitung 4 Wasser in den Wasserraum des Heizgerätes 10 nach, sodass dieser stets gefüllt ist. Dieses nachgelieferte Wasser wird dort stehend erwärmt, z. B. auf 50°C. s handelt sich bei dem Heizgerät 10 also nicht um einen (elektrischen) Durchlauferhitzer.

Claims

A n s p r ü c h e
1.) Elektrisches Heizgerät für Tränk- oder Brauchwasser, mit einem wasserführenden Behälter (12, 16, 22) mit Wasser- ein- und -auslass(14 bzw. 18) sowie einem am Behälter gelagerten Heizkörper (30) zur Wassererwärmung mittels Heizstrom, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Behälter (12, 16,22) hauptsächlich aus einem wärmeleitenden Hohlzylinder (22) und aus zwei, dessen Enden bis auf den Wasserein- bzw. -auslass(16 bzw. 18) schließenden Platten (12 und 16) besteht; und dass der Heizkörper (30) auf der Außenfläche des Hohlzylinders (22) verlegt ist.
2.) Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizkörper eine Widerstandsheizwicklung (22) vorgesehen ist.
3.) Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlzylinder (22) des Behäl- ters (12, 16,22) in einem an dessen Platten (12 und 16) gelagerten, koaxialen zylindrischen Schutzmantel (24) angeordnet ist, der den Heizkörper (30) berührungsfrei umschließt.
4.) Heizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicherung gegen Überwärmung in den Heizstromkreis ein Temperaturbegrenzer (STB) gelegt ist, der sich in dem ringförmigen Luftraum (28) zwischen Hohlzylin- de (22) und Schutzmantel (24) befindet und mit dem Heizkörper (30) in wärmeleitender Verbindung steht.
5.) Heizgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ringförmigen Luftraum(28) zwischen Hohlzylinder (22) und Schutzmantel (24) ein Vorlauftempera- tur-Fühler (VT) angeordnet ist, der an ein elektrisches Steuergerät (9) angeschlossen ist, mit dem der Heizkörper (30) elektrisch leitend verbunden ist, und mit dem Hohlzylinder (22) in wärmeleitender Verbindung steht.
6.) Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbeson- dere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Behälterplatte (16) mit dem Wasserauslass (18) eine elektrische Wasserumwälz-Pumpe (2) angeordnet ist, die ggf. an das Steuergerät (9) angeschlossen ist.
7.) Heizgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Pumpe (2) versehene Behälterplatte (16) einen radialen Anschluss (20) für eine wasserführende Ringleitung (1) aufweist.
8.) Tränk- oder Brauchwasser-Abgabeeinrichtung mit mehreren Wasserentnahmestellen, die mittels einer wasserführenden Ringleitung (1) verbunden sind, in die ein Heizgerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gelegt ist und in welche eine Frischwasser-Zulaufleitung (4) mündet.
9.) Abgabeeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ggf. beim Heizgerät (10) in die Zulaufleitung (4) und/oder in die Ringleitung (1) je ein Rückschlag- ventil (5 bzw. 6) gelegt ist.
10.) Abgabeeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9 mit einem Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (6) in der Ringleitung (1) in der Nähe der Behälterplatte (12) mit dem Wassereinlass (14) angeordnet und mit einem Rücklauftemperatur-Fühler (7) versehen ist, der an das Steuergerät (9) angeschlossen ist.
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