WO2016134700A1 - Steuergerät, durchlauferhitzer und verfahren zur steuerung eines durchlauferhitzers - Google Patents

Steuergerät, durchlauferhitzer und verfahren zur steuerung eines durchlauferhitzers Download PDF

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WO2016134700A1
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flow
temperature
heat exchanger
control device
characteristic
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PCT/DE2016/100080
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Tim Rutten
Arjan Scheers
Bart Verdaasdonk
Hendrik Jacob Lammert WIERENGA
Rob BERGE VAN DEN
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Robert Bosch Gmbh
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    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
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    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/281—Input from user

Definitions

  • Control unit water heater and method of controlling a
  • the invention relates to a control device according to claim 1, a
  • the hot water is provided at a constant temperature at a sampling station. Typically, the water heater heats to 60 degrees Celsius to provide sufficient hot water for both dishes and showers. In order to achieve a sufficiently pleasant temperature for showering, the hot water at the
  • an improved control unit can be provided in that the control unit has an interface, a
  • Control device and a memory.
  • the control device is with the Interface and the memory connected.
  • a predefined characteristic is stored in the memory.
  • the interface can be connected to a flow sensor of a continuous flow heater.
  • the interface is designed, a
  • the control device is designed, a
  • the control device is designed to provide a control signal for controlling a heat output of the instantaneous water heater at the interface as a function of a result of the comparison.
  • thermostatic valve removal station which is usually located in the bathroom, it can be detected that the user needs colder hot water than for cleaning dishes in the kitchen. This allows the instantaneous water heater to operate in a higher efficiency operation.
  • the predefined characteristic of a valve flow characteristic corresponds to a removal station.
  • the predefined characteristic comprises a first time-limited section, a second time-limited section and a third time-limited section.
  • the second section follows in time on the first section and the third section in time on the second section.
  • a predefined value is essentially constant over time.
  • the predefined value drops substantially over time.
  • the predefined value is essentially constant over time and smaller than in the first section.
  • a tolerance band is stored in the memory to the predefined characteristic, wherein the control device is formed is to consider the tolerance band in the comparison of the predefined characteristic with the determined flow characteristic.
  • the interface is with a
  • Temperature sensor can be connected and formed, a temperature signal of
  • Temperature sensor to detect and provide the control device, wherein the control device is designed to take into account the temperature signal upon detection of the control signal.
  • the task is also by a water heater according to
  • the water heater comprises a heat source, a flow sensor and a control unit.
  • the control unit is designed as described above.
  • the interface is connected to the flow sensor and to the heat source.
  • the flow sensor is configured to detect a flow of hot water through the heat source and a flow signal correlated with the flow through the heat source
  • the heat source is designed to detect the control signal provided at the interface and to adjust the heating power for heating the control unit on the basis of the detected control signal.
  • the control signal when the determined flow characteristic deviates from the predefined characteristic, the control signal correlates with a first heat output of the heat source. When the determined flow characteristic matches the predefined characteristic, the control signal correlates with a second heat output of the heat source. The second heating power is less than the first heating power.
  • At least one heat exchanger is provided.
  • the heat source is designed as a burner, wherein the
  • Heat exchanger a first heat exchanger module with a first primary side wherein the first primary side is coupled to the heat source.
  • the heat source is designed to provide the heating power to burn a fuel, wherein an emerging during combustion of the fuel exhaust gas is guided to the first primary side of the first heat exchanger module, wherein the second heating power is selected such that at least partially at least part of the exhaust gas at the condensed first primary side.
  • Heating the heating water are led so that the water heater can work very energy efficient.
  • the first heat exchanger module has a first secondary side, wherein the first secondary side can be connected on the input side to a fresh water network and on the output side to at least one removal station.
  • the first heat exchanger module is at its first
  • a temperature sensor is provided, wherein the temperature sensor on the output side of the first
  • the control device is designed to control the heat output of the heat source
  • the heat exchanger comprises a second heat exchanger module having a second primary side and a second
  • the first heat exchanger module has a first secondary side, wherein the first secondary side is thermally coupled to the second primary side of the second heat exchanger module, wherein the second secondary side is connectable to the input side with a fresh water network and the output side with at least one removal station.
  • the second heat exchanger module is designed to heat, on its second secondary side, a fresh water coming from the fresh water network to hot water.
  • a Temperature sensor provided. The temperature sensor is arranged on the output side of the second secondary side of the second heat exchanger module and connected to the interface, wherein the temperature sensor is formed, a temperature of the hot water on the output side of the second
  • Control device is formed, the heat output of the heat source in
  • Flow characteristic is determined based on the detected flow over a period of time, wherein in a comparison, the determined flow characteristic is compared with a predefined characteristic, wherein depending on the
  • a control signal is ascertained correlating with a first heat output of the heat source. If the determined flow characteristic matches the predefined characteristic, the control signal is correlated with a second heat output of the heat source. The second heating power is less than the first heating power.
  • Figure 2 is a schematic representation of a water heater of the hot water system shown in Figure 1;
  • Figure 3 is a schematic representation of a removal station
  • FIG. 4 is a diagram of a predefined characteristic
  • Figure 5 is a diagram of several sizes plotted over time
  • Figure 6 is a graph of a flow versus time
  • FIG. 7 shows a flow diagram of a method for controlling the
  • Figure 8 is a schematic representation of a hot water system according to another embodiment
  • the hot water system 10 includes a water heater 20, a first extraction station 25 and a second extraction station 30.
  • the first extraction station 25 is arranged by way of example in a bath 35 of the building 15.
  • the second removal station 30 is arranged, for example, in a kitchen 40 of the building 15.
  • the flow heater 20 has an input side 41 and an output side 42.
  • the input side 41 is connected via a first line 45 with a
  • Fresh water network 50 connected.
  • the fresh water network 50 stops
  • Fresh water 55 ready.
  • the fresh water 55 has a low
  • Temperature for example in the range of 12 degrees, and is referred to below as cold water 56.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the throughflow heater 20 of FIG.
  • FIG. 1 hot water system 10.
  • the instantaneous water heater 20 has a control unit 70, a heat source 75, a heat exchanger 80, a
  • the 80 has a heat exchanger module 81 with a primary side 95 and a secondary side 100.
  • the primary side 95 is connected to the heat source 75.
  • the secondary side 100 is connected to both the input side 41 and the output side 42.
  • the heat source 75 is in the
  • the heat source 75 is further connected to a fuel supply 105.
  • the fuel supply 105 thereby provides a fuel 1 10 ready.
  • heat exchanger module 81 led. In the heat exchanger module 81, heat is transferred to the heat of the exhaust gas 11 1 from the primary side 95 to the secondary side 100.
  • the exhaust gas 11 1 After flowing through the primary side 95, the exhaust gas 11 1 is passed through a chimney 115 of the water heater 20 from the water heater 20.
  • the control device 70 has a control device 120, an interface 125 and a memory 130.
  • the interface 125 is connected to the control device 120 via a first connection 135.
  • the memory 130 is connected to the control device 120 via a second connection 140.
  • the interface 125 is connected to the heat source 75 via a third connection 145 and to the flow sensor 85 via a fourth connection 150.
  • Via a fifth connection 155 the interface 125 is connected to the temperature sensor 90.
  • the temperature sensor 90 is designed to determine a temperature of the fresh water 55 flowing out of the heat exchanger module 81.
  • the temperature sensor 90 provides a temperature signal corresponding to the detected temperature via the fifth connection 155 of the interface 125.
  • the interface 125 passes the temperature signal over the first one Connection 135 to the controller 120 on.
  • the flow sensor 85 detects the flow f of fresh water 55 on the output side of the
  • Heat exchanger module 81 in the second conduit 60 The flow sensor 85 provides a flow signal corresponding to the detected flow f.
  • the flow signal is passed via the fourth connection 150 to the interface 125, which via the first connection 135, the flow signal of the
  • Controller 120 provides.
  • a predefined characteristic In the memory 130 are a predefined characteristic, a predefined first temperature threshold T S i, a predefined second
  • the first temperature threshold value T S i is selected smaller than the second temperature threshold value T S 2.
  • Temperature threshold T S i may be 50 ° C, for example.
  • Temperature threshold T S 2 may be, for example 60 ° C. Furthermore, a first default value, for example 60 ° C., and a second preset value, for example 45 ° C., are stored in the memory 130.
  • a control parameter is further stored.
  • the control parameter has an assignment of a heating power as a function of a preset temperature and the determined flow f.
  • the control parameter can be designed as a tabular assignment, as a map or as a mathematical formula.
  • the control parameter can be extended to the effect that the control parameter is designed as a control algorithm that takes into account the temperature T determined on the output side in the determination of the heating power.
  • the control device 120 determines in
  • the hot water supply to the removal stations 25, 30 is intended in
  • the pressurized fresh water 55 becomes provided via the first line 45 in the water heater 20. If one of the two removal stations 25, 30 is opened and hot water is required, the heat source 75 of the flow heater 20 is activated. In the
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the first removal station 25.
  • the first removal station 25 has a first connection 160 and a second connection
  • the first extraction station 25 is connected to the second conduit 60.
  • the first extraction station 25 is connected to the third line 65.
  • the first removal station 25 has a third connection 170.
  • a shower hose 175 may be connected to the third connection 170.
  • an outlet for filling a bathtub or a washbasin or for connecting a household appliance, for example a washing machine or a dishwasher, is additionally or alternatively provided at the third connection 170.
  • the first removal station 25 has an exemplary cylindrically designed housing 176 in the embodiment.
  • the housing 176 has an inner space 177.
  • the interior 177 is fluidly connected to the second port 165.
  • the first removal station 25 has a temperature control device 180.
  • the temperature controller 180 includes a temperature valve 185, a temperature valve actuator 190, and a temperature selector element 195.
  • the temperature selector element 195 is disposed on the left side of the housing 176 in the embodiment and coupled to the temperature valve 185.
  • the temperature valve 185 is fluidly disposed between the inner space 177 and the first port 160. Further, the first extraction station 25 includes an opening valve 200. The opening valve 200 is disposed in the embodiment right side of the housing 176 and fluidly between the
  • the second removal station 30 may be formed as a conventional mixer tap, for example as a single-lever mixer.
  • Both the first removal station 25 and the second removal station 30 are used to remove fresh water 55 with different temperature.
  • the user is in the bathroom 35, especially under the shower, far more sensitive to temperature than when rinsing dishes. Further, when rinsing dishes in the kitchen 40, fresh water 55 at a higher temperature than showering / bathing / washing over the first one is usually used
  • Removal station 25 removed fresh water 55 used to easily remove residues such as grease from kitchen appliances. Furthermore, hot water 57 with a particularly high temperature, for example 60 degrees, is removed via the second removal station 30, for example, in order to clean floors of the building 15.
  • the fresh water 55 removed at the first removal station 25 should usually have a constant temperature which is lower than the fresh water 55 taken at the second removal station 30.
  • a desired removal temperature for example 38 ° C.
  • the user opens the first removal station 25 by means of the opening valve 200 so that fresh water 55 flows out of the first removal station 25 via the third connection 170.
  • Temperature control device 180 the temperature valve 185 is in the wide open state. As a result, flows both via the first port 160 cold fresh water 55 from the second conduit 60 and cold water 56 via the second port 165 into the interior 177.
  • the fresh water 55 flowing in from the second conduit 60 at the beginning usually has a lower temperature than the flowing out of the water heater 20 hot water 57.
  • the cold water 56 is mixed with the fresh water 55 coming from the second line 60 to hot water 178. Depending on the temperature of the hot water 178 shifts the
  • Temperature control element 190 depending on the set by the user by means of the temperature selection element 195 desired
  • a hot water 178 removable at the removal station 25, 30 is generated at the removal stations 25, 30 by mixing the hot water 57 provided via the second conduit 60 and the cold water 56 provided via the third conduit 65. If hot water 178 is required, the water heater 20 is activated. No hot water 178 more at the
  • Removal station 25, 30 is needed, the removal station 25, 30
  • FIG. 4 shows a diagram of a predefined characteristic stored in the memory 130.
  • the predefined characteristic corresponds to one
  • Valve flow characteristic of the first extraction station 25 has three exemplary in the embodiment
  • a first graph 300 correlates with a flow f of fresh water 55 through the flow heater 20, plotted over a time t since the beginning of the removal of fresh water 55 at the first extraction station 25 with a constant removal of hot water 178 at the first extraction station 25, for example the first graph 300 of
  • a second graph 305 correlates with a second flow f since the beginning of the removal of fresh water 55 at the first removal station 25 with a constant removal of hot water 178 at the first
  • a third graph 310 correlates with a third flow f since the beginning of the Removal of fresh water 55 at the first sampling station 25 at a constant withdrawal of hot water 178 at the first sampling station 25, for example, for the third graph 310 of 7 l / min.
  • the predefined characteristic has further graphs. It is also conceivable that the predefined characteristic is stored not in the form of a graph but as a mathematical function or parameterized in the memory 130.
  • FIG. 5 shows a diagram with several quantities plotted against time t.
  • a fourth graph 350 a fifth graph 355, a sixth graph 360 and a seventh graph 365 are shown in the diagram.
  • the fourth graph 350 shows the temperature of the hot water 57 at the exit side 42 of FIG.
  • the fifth graph 355 shows a temperature profile of the hot water 178 at the third port 170 in deci-degrees Celsius.
  • the sixth graph 360 corresponds to the first graph 300 shown in FIG. 4 and corresponds to a flow f of hot water 57 through the flow heater 20 in deciliters for example taking out 10.2 l / min hot water 178 at the first extraction station 25.
  • the seventh graph 365 shows a power P delivered by the flow heater 20 in percent relative to a maximum power of the flow heater 20.
  • the first graph 300 is explained by way of example for the further graphs 305, 310.
  • the first graph 300 correlates with one
  • the first graph 300 of the predefined characteristic has a first time-limited section 315, a second time-limited one
  • Section 320 and a third time-limited section 325 The first section 315 is bounded by a beginning 330 of the beginning extraction. One end of the first portion 315 is bounded by the second portion 320.
  • the third portion 325 is initially bounded by an end of the second portion 320.
  • the third section 325 may theoretically be infinitely long in duration, however, in the embodiment, the characteristic has a predefined period of time, which in the embodiment is illustratively 35 seconds.
  • the first graph 300 has a predefined value that is substantially constant over time t.
  • the predefined value drops from the value in the first section 315.
  • the third section 325 the predefined value is substantially constant over time t. In this case, the predefined value in the third section 325 is smaller than in the first section 315.
  • the temperature valve 185 is fully open.
  • Opening valve 200 begins the removal from the first extraction station 25. In this case flows (see the first section 315) from the second conduit 60 low temperature fresh water 55, which has cooled over the time t in the second conduit 60 before removal, into the interior 177 and is mixed there with the coming from the third line 65 cold water 56.
  • the blended water has a temperature lower than the set desired temperature, so that in the first section 315, the flow f is constant over time t.
  • the temperature of the cold water 56 is over the removal time in the
  • the removal of fresh water 55 from the second line 60 of the water heater 20 is activated.
  • fresh water 55 flowing in via the second line 60 has a higher temperature with increasing time t until the fresh water 55 reaches the first removal station 25 as hot water 57.
  • the warmer fresh water 55 is mixed in the interior 177 with the cold water 56 to hot water 178.
  • the hot water 178 heats the temperature valve actuator 190, which then actuates the temperature valve 185 and the inflow of
  • Hot water 57 is reduced via the first port 160 over time t.
  • the flow f in the second section 320 drops over the time t.
  • the reduction of the flow f causes a temperature rise in the hot water 57 (see fourth graph 350).
  • Temperature valve actuator 190 further advances temperature valve 185 over time t, so that flow f through heat exchanger module 81 continues to decrease until equilibrium of the flow f with the temperature of the f Hot water 57 sets in subsequent to the second section 320 third section 325 and the flow f is constant over time t.
  • FIG. 6 shows a graph of the flow rate f plotted against the time t when fresh water 55 is withdrawn via the second removal station 30.
  • the course of the flow f over the time t does not take place as explained in FIG. 5 on the basis of the control behavior of the temperature control device 180, but is arbitrary and dependent on how the user operates the second removal station 30.
  • the removal of fresh water 55 via the second removal station 30 thus does not have the characteristic shown in Figure 4.
  • FIG. 7 shows a flowchart of a method for operating the hot water system 10 described in FIGS. 1 to 3.
  • the control device 120 checks whether the
  • Flow heater 20 is in standby mode. If this is the case, the
  • Control device 120 with a second method step 405 continues. If this is not the case, the control device 120 waits until the instantaneous water heater 20 is activated.
  • a second method step 405 the control device 120 checks whether the heat source 75 can be activated. If this is the case, the control device 120 continues with a third method step 410. If this is not the case, the control device 120 waits to see if the heat source 75 can be activated.
  • control device 120 detects the temperature signal and the flow signal.
  • the control device 120 compares the detected temperature T on the output side of the heat exchanger module 81 with the first temperature threshold value T S i in a first comparison. If the temperature T exceeds the first one
  • Temperature threshold T S i the control device 120 continues with a fourth method step 415. If the detected temperature T falls below the first temperature threshold value T S i, the control device 120 waits this way long from, until the temperature T exceeds the first temperature threshold T S i.
  • control device 120 compares the detected flow f with the first in a second comparison
  • Flow threshold value f S i and with the second flow threshold value f S 2 exceeds the determined flow rate f the first flow threshold value f S i and the determined flow rate falls below the second f
  • Flow threshold f S 2 the control device 120 continues with a fifth method step 420. If the determined flow f falls short of the first
  • the control device 120 compares the determined temperature T with the second one in a third comparison
  • Temperature threshold value T S 2- If the determined temperature T falls below the second temperature threshold value T S 2, the control device 120 waits until the determined temperature T is greater than or equal to the second temperature threshold value T S 2. If the determined temperature T exceeds the second temperature threshold value T S 2, then the control device 120 continues with a seventh method step 430.
  • the controller 120 selects as
  • Heating power of the heat source 75 from the first default value.
  • the controller 120 based on the control parameter, determines a first control signal that correlates to a first heating power P 1 and sets the first control signal via the interface 125 of FIG.
  • Heat source 75 ready.
  • the heat source 75 detects the first control signal.
  • the heat source 75 is controlled so that it outputs the first heating power P ⁇ and the output side of the
  • Heat exchanger module 81 escaping fresh water 55 has substantially the temperature of the first default value.
  • the control device 120 assigns the detected flow f to the time t since the beginning of the extraction and deposits the detected value of the flow f with the assigned time t in the memory 130.
  • the controller 120 determines a flow characteristic of the flow rate based on the values stored in the flow rate memory 130
  • the control device 120 compares the determined flow characteristic with the predefined characteristic in a fourth comparison.
  • the determined flow characteristic with the first graph 300, the second graph 305 or the third graph 310 match.
  • a tolerance band can be provided in the memory 130, which the control device 120 determines in the fourth comparison of the determined
  • Fresh water 55 from the first sampling station 25 are detected.
  • control device 120 continues with the eighth method step 435. If the determined flow characteristic does not agree with the predefined characteristic, the control device 120 proceeds to the sixth method step 425.
  • the controller 120 selects as
  • Preset temperature the second default value, which is 45 ° C in the embodiment.
  • the control device 120 if in a previous run of the method described, the temperature setpoint value was the first default value, this continuously on Lower the basis of a predefined setback parameter. So is
  • Control device 120 based on the control parameter a second
  • Control signal which correlates with a second heating power P 2 , and sets the second control signal via the interface 125 of the heat source 75 to
  • the heat source 75 detects the second control signal. By means of the second control signal, the heat source 75 is controlled such that it outputs the second heating power P 2 and the output side of the
  • Heat exchanger module 81 effluent fresh water 55 has substantially the temperature of the second default value.
  • Heat energy a condensation energy for heating the fresh water 55 in the secondary side 100 of the heat exchanger module 81 can be used. As a result, the degree of rotation of the flow heater 20 can be further increased.
  • Method step 440 compares the controller 120 in a fifth comparison of the flow f with the second predefined
  • Flow Threshold f S 2 If the flow f exceeds the predefined second flow threshold value f S 2, the control device 120 continues with a tenth method step 445. If the flow rate f falls below the predefined second flow rate threshold value f S 2, an eleventh method step 450 is continued.
  • the first default value is defined as the temperature setpoint, so that the fresh water 55 flowing through the heat exchanger module 81 is heated more strongly and at a temperature of 60 ° C can be removed via the second removal station 30.
  • the controller 120 if in a previous run of the described method of
  • Temperature set value to the first default value by 5 ° C increase.
  • the temperature preset value is the second
  • the eleventh method step 450 is followed by a twelfth method step 455, in which it is checked whether the flow rate f is equal to zero. If this is not the case, the control device 120 continues with the ninth method step 440. If this is the case, the control device 120 continues with a thirteenth method step 460.
  • the temperature default value is set to the first default value and thus, for example in the embodiment, to 60 degrees.
  • the thirteenth step 460 is followed by the first
  • the tenth method step 445 is followed by a fourteenth method step 465.
  • the controller 120 in a sixth comparison, compares whether the detected temperature T equals
  • Temperature default value with the first default value corresponds. If this is the case, the control device 120 continues with a fifteenth method step 470. If this is not the case, the controller repeats the tenth
  • the controller 120 checks to see if the flow f is equal to zero. If this is the case, the control device 120 continues with the thirteenth method step 460. If this is not the case, the fifteenth method step 470 is repeated. It should be noted that, of course, additional
  • Process steps can be provided and / or the method steps described above can be performed in a different order.
  • Figure 8 shows a schematic representation of a hot water system 10 according to another embodiment.
  • the hot water system 10 is similar to the hot water system 10 shown in the previous figures. Deviating from this is the
  • Heat exchanger 80 constructed in several parts and includes a first
  • Heat exchanger module 499 and a second heat exchanger module 500 are formed substantially identical to the heat exchanger module 81 described in Figures 1 to 7.
  • the first heat exchanger module 499 is formed substantially identical to the heat exchanger module 81 described in Figures 1 to 7.
  • the first heat exchanger module 499 is formed substantially identical to the heat exchanger module 81 described in Figures 1 to 7.
  • Heat exchanger module 499 has a first primary side 501 and a first one
  • the first primary side 501 corresponds to the primary side 95 of the heat exchanger module 81 described in FIGS. 1 to 7.
  • the second heat exchanger module 500 has a second primary side 505 and a second secondary side 510.
  • the second heat exchanger module 500 is formed in the embodiment as a countercurrent heat exchanger.
  • Heat exchanger module such as a cross-flow heat exchanger or as a parallel flow heat exchanger, 500 conceivable.
  • Heat exchanger module 499 - in contrast to the figures 1 to 7 - with a fourth line 515 with the second primary side 505 of the second
  • Heat exchanger module 500 fluidly connected. On the input side, the first secondary side 502 of the first heat exchanger module 499 with the second
  • Primary side 505 of the second heat exchanger module 500 via a fifth line 520 fluidly connected. The fourth line 515, the fifth line 520 and the second primary side 505 of the second heat exchanger module 500 and - in contrast to the previous figures - are the first secondary side 502 of the first heat exchanger module 499 with a heat transfer medium 525, the For example, water may have filled. This is the first one
  • Heat exchanger module 500 input side with the input side 41 of the water heater 20 and thus via the first line 45 with the
  • Fresh water network 50 connected.
  • the second secondary side 510 of the second heat exchanger module 500 is connected to the outlet side 42 of the water heater 20 and thus to the second line 60.
  • the second secondary side 510 is arranged on the output side of the flow sensor 85 and the temperature sensor 90, wherein the temperature sensor 90 is connected to the interface 125, wherein the temperature sensor 90 is formed, a temperature T of the hot water 57 on the output side of the second
  • Heat exchanger module 500 to detect and provide a correlated to the detected temperature T temperature signal of the interface 125.
  • the flow sensor 85 detects the flow of cold and / or fresh water 55 heated to hot water 57 through the second secondary side 510 of the second heat exchanger module 500 and provides the flow signal correlating to the flow f of the interface 125.
  • a valve 535 may additionally be provided in the fifth line 520 in order to fluidically separate the heating circuit 530 from the fifth line 520. Further, for conveying the heat transfer medium 525 by way of example in the fifth line 520 a
  • Delivery pump 540 provided.
  • the feed pump 540 can alternatively also be arranged in the fourth line 515.
  • the operation of the flow heater 20 is similar to the method described in FIGS. 1-7. By contrast, in the first
  • Heat exchanger module 81 not, as described in Figures 1 to 7,
  • the heated heat transfer medium 525 is through the fourth line 515 through the Feed pump 540 to the second primary side 505 of the second
  • Heat exchanger module 500 promoted.
  • the heat transfer medium 525 releases at least part of its heat for heating the fresh water 55 present in the second secondary side 510 to the hot water 57.
  • the cooled heat transfer medium 525 flows via the fifth line 520 back to the first secondary side 502 of the first
  • Heat exchanger module 499 The controller 120 controls the heating power P of the heat source 75 as described above depending on
  • control device 120 upon detection of a removal of hot water 57 via at least one of the two removal stations provide a further control signal for activating the feed pump 540th
  • the embodiment of the flow heater 20 described in FIG. 8 has the advantage that, in addition to heating the fresh water 55 to hot water 57, the heat source 75 can also be used to heat the heating circuit 530. Furthermore, the heat source 20 can be arranged spatially separated from the second heat exchanger module 500, so that the
  • Heat exchanger module 500 is connected to a further heat source (not shown).
  • the further heat source may in this case be designed, for example, as a thermal solar collector.
  • the heat source 75 in conjunction with the second heat exchanger module 500 upon detection of the removal of hot water 178 at the first
  • Removal station 25 can be operated with lower power P, so that the degree of rotation of the water heater 20 is increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät, einen Durchlauferhitzer und ein Verfahren, wobei ein Durchfluss von Heißwasser durch den Durchlauferhitzer erfasst wird, wobei eine Durchflusscharakteristik auf Grundlage des erfassten Durchflusses über eine Zeit ermittelt wird, wobei in einem Vergleich die ermittelte Durchflusscharakteristik mit einer vordefinierten Charakteristik verglichen wird, wobei in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs eine Heizleistung des Durchlauferhitzers gesteuert wird.

Description

Beschreibung Titel
Steuergerät, Durchlauferhitzer und Verfahren zur Steuerung eines
Durchla uferhitzers
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 1 , einen
Durchlauferhitzer gemäß Patentanspruch 6 und ein Verfahren gemäß
Patentanspruch 1 1.
Stand der Technik
Es sind Durchlauferhitzer bekannt, die Frischwasser zu Heißwasser erwärmen. Das Heißwasser wird mit konstanter Temperatur an einer Entnahmestation bereitgestellt. Üblicherweise erwärmt der Durchlauferhitzer auf 60 Grad Celsius, um so hinreichend heißes Heißwasser sowohl zum Reinigen von Geschirr als auch zum Duschen bereitzustellen. Um zum Duschen eine hinreichend angenehme Temperatur zu erreichen, wird das Heißwasser an der
Entnahmestation mit Kaltwasser vermischt.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Steuergerät, einen verbesserten Durchlauferhitzer und ein verbessertes Verfahren bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels eines Steuergeräts gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbessertes Steuergerät dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Steuergerät eine Schnittstelle, eine
Steuereinrichtung und einen Speicher aufweist. Die Steuereinrichtung ist mit der Schnittstelle und dem Speicher verbunden. In dem Speicher ist eine vordefinierte Charakteristik abgelegt. Die Schnittstelle ist mit einem Durchflusssensor eines Durchlauferhitzers verbindbar. Die Schnittstelle ist ausgebildet, ein
Durchflusssignal des Durchflusssensors zu erfassen und der Steuereinrichtung bereitzustellen. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, eine
Durchflusscharakteristik auf Grundlage des Durchflusssignals über eine Zeit zu ermitteln und in einem Vergleich die Durchflusscharakteristik mit der
vordefinierten Charakteristik zu vergleichen. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs ein Steuersignal zur Steuerung einer Heizleistung des Durchlauferhitzers an der Schnittstelle bereitzustellen.
Auf diese Weise kann beim Vorhandensein einer mit einem thermostatischen Ventil ausgestatteten Entnahmestation, die üblicherweise im Bad angeordnet ist, erfasst werden, dass der Nutzer kälteres Warmwasser benötigt als zum Reinigen von Geschirr in der Küche. Dadurch kann der Durchlauferhitzer in einem Betrieb mit einem höheren Wirkungsgrad betrieben werden.
In einer weiteren Ausführungsform entspricht die vordefinierte Charakteristik einer Ventildurchflusscharakteristik einer Entnahmestation. Dadurch kann die Nutzung dieser Entnahmestation erfasst werden und in Abhängigkeit der Nutzung der Entnahmestation der Durchlauferhitzer in seinem Betriebsverhalten angepasst werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die vordefinierte Charakteristik einen ersten zeitlich begrenzten Abschnitt, einen zweiten zeitlich begrenzten Abschnitt und einen dritten zeitlich begrenzten Abschnitt auf. Der zweite Abschnitt folgt zeitlich auf den ersten Abschnitt und der dritte Abschnitt zeitlich auf den zweiten Abschnitt. In dem ersten Abschnitt ist ein vordefinierter Wert über die Zeit im Wesentlichen konstant. Im zweiten Abschnitt fällt der vordefinierte Wert über die Zeit im Wesentlichen ab. Im dritten Abschnitt ist der vordefinierte Wert über die Zeit im Wesentlichen konstant und kleiner als im ersten Abschnitt.
In einer weiteren Ausführungsform ist in dem Speicher ein Toleranzband zu der vordefinierten Charakteristik abgelegt, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das Toleranzband in dem Vergleich der vordefinierten Charakteristik mit der ermittelten Durchflusscharakteristik zu berücksichtigen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Schnittstelle mit einem
Temperatursensor verbindbar und ausgebildet, ein Temperatursignal des
Temperatursensors zu erfassen und der Steuereinrichtung bereitzustellen, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das Temperatursignal bei Ermittlung des Steuersignals zu berücksichtigen. Die Aufgabe wird aber auch durch einen Durchlauferhitzer gemäß
Patentanspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbesserter Durchlauferhitzer zur Bereitstellung von Heißwasser in einem Warmwassersystem dadurch
bereitgestellt werden kann, dass der Durchlauferhitzer eine Wärmequelle, einen Durchflusssensor und ein Steuergerät umfasst. Das Steuergerät ist wie oben beschrieben ausgebildet. Die Schnittstelle ist mit dem Durchflusssensor und mit der Wärmequelle verbunden. Der Durchflusssensor ist ausgebildet, einen Durchfluss von Heißwasser durch die Wärmequelle zu erfassen und ein mit dem Durchfluss durch die Wärmequelle korrelierendes Durchflusssignal
bereitzustellen. Die Wärmequelle ist ausgebildet, das an der Schnittstelle bereitgestellte Steuersignal zu erfassen und auf Grundlage des erfassten Steuersignals die Heizleistung zur Erwärmung des Steuergeräts anzupassen.
In einer weiteren Ausführungsform korreliert beim Abweichen der ermittelten Durchflusscharakteristik von der vordefinierten Charakteristik das Steuersignal mit einer ersten Heizleistung der Wärmequelle. Bei einem Übereinstimmen der ermittelten Durchflusscharakteristik zu der vordefinierten Charakteristik korreliert das Steuersignal mit einer zweiten Heizleistung der Wärmequelle. Die zweite Heizleistung ist dabei geringer als die erste Heizleistung.
In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens ein Wärmetauscher vorgesehen. Die Wärmequelle ist als Brenner ausgebildet, wobei der
Wärmetauscher ein erstes Wärmetauschermodul mit einer ersten Primärseite aufweist, wobei die erste Primärseite mit der Wärmequelle gekoppelt ist. Die Wärmequelle ist ausgebildet zur Bereitstellung der Heizleistung einen Brennstoff zu verbrennen, wobei ein bei der Verbrennung des Brennstoffs entstehendes Abgas an die erste Primärseite des ersten Wärmetauschermoduls geführt ist, wobei die zweite Heizleistung derart gewählt ist, dass zumindest teilweise wenigstens ein Bestandteil des Abgases an der ersten Primärseite kondensiert. Auf diese Weise kann zusätzlich zur Wärmeenergie des Abgases eine
Kondensationsenergie in die Sekundärseite des Wärmetauschers zur
Erwärmung des Heizwassers geführt werden, sodass der Durchlauferhitzer besonders energieeffizient arbeiten kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Wärmetauschermodul eine erste Sekundärseite auf, wobei die erste Sekundärseite eingangsseitig mit einem Frischwassernetz und ausgangsseitig mit wenigstens einer Entnahmestation verbindbar ist. Das erste Wärmetauschermodul ist an seiner ersten
Sekundärseite ausgebildet, ein aus dem Frischwassernetz kommendes
Frischwasser zu Heißwasser zu erwärmen. Ferner ist ein Temperatursensor vorgesehen, wobei der Temperatursensor ausgangsseitig der ersten
Sekundärseite angeordnet und mit der Schnittstelle verbunden ist, wobei der Temperatursensor ausgebildet ist, eine Temperatur des Heißwassers
ausgangsseitig des Wärmetauschers zu erfassen und ein zur erfassten
Temperatur korrelierendes Temperatursignal der Schnittstelle bereitzustellen. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, die Heizleistung der Wärmequelle in
Abhängigkeit der erfassten Temperatur und des erfassten Durchflusses zu steuern.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Wärmetauscher ein zweites Wärmetauschermodul mit einer zweiten Primärseite und einer zweiten
Sekundärseite. Das erste Wärmetauschermodul weist eine erste Sekundärseite auf, wobei die erste Sekundärseite thermisch mit der zweiten Primärseite des zweiten Wärmetauschermoduls gekoppelt ist, wobei die zweite Sekundärseite eingangsseitig mit einem Frischwassernetz und ausgangsseitig mit wenigstens einer Entnahmestation verbindbar ist. Das zweite Wärmetauschermodul ist ausgebildet, an seiner zweiten Sekundärseite ein aus dem Frischwassernetz kommendes Frischwasser zu Heißwasser zu erwärmen. Ferner ist ein Temperatursensor vorgesehen. Der Temperatursensor ist ausgangsseitig der zweiten Sekundärseite des zweiten Wärmetauschermoduls angeordnet und mit der Schnittstelle verbunden, wobei der Temperatursensor ausgebildet ist, eine Temperatur des Heißwassers ausgangsseitig des zweiten
Wärmetauschermoduls zu erfassen und ein zur erfassten Temperatur korrelierendes Temperatursignal der Schnittstelle bereitzustellen. Die
Steuereinrichtung ist ausgebildet, die Heizleistung der Wärmequelle in
Abhängigkeit der erfassten Temperatur und des erfassten Durchflusses zu steuern.
Die Aufgabe wird aber auch durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Durchlauferhitzers dadurch bereitgestellt werden kann, dass ein Durchfluss von Heißwasser durch einen Durchlauferhitzer erfasst wird, wobei eine
Durchflusscharakteristik auf Grundlage des erfassten Durchflusses über eine Zeit ermittelt wird, wobei in einem Vergleich die ermittelte Durchflusscharakteristik mit einer vordefinierten Charakteristik verglichen wird, wobei in Abhängigkeit des
Ergebnisses des Vergleichs eine Heizleistung des Durchlauferhitzers gesteuert wird.
In einer weiteren Ausführungsform wird bei einem Abweichen der ermittelten Durchflusscharakteristik von der vordefinierten Charakteristik ein Steuersignal korrelierend mit einer ersten Heizleistung der Wärmequelle ermittelt. Bei einem Übereinstimmen der ermittelten Durchflusscharakteristik mit der vordefinierten Charakteristik wird das Steuersignal korrelierend mit einer zweiten Heizleistung der Wärmequelle ermittelt. Die zweite Heizleistung ist dabei geringer als die erste Heizleistung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: eine schematische Darstellung eines Warmwassersystems; Figur 2 eine schematische Darstellung eines Durchlauferhitzers des in Figur 1 gezeigten Warmwassersystems;
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Entnahmestation;
Figur 4 ein Diagramm einer vordefinierten Charakteristik;
Figur 5 ein Diagramm mit mehreren Größen aufgetragen über einer Zeit;
Figur 6 ein Diagramm eines Durchflusses aufgetragen über der Zeit;
Figur 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung des
Warmwassersystems; und
Figur 8 eine schematische Darstellung eines Warmwassersystems gemäß einer weiteren Ausführungsform;
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Warmwassersystems 10 in einem Gebäude 15. Das Warmwassersystem 10 umfasst einen Durchlauferhitzer 20, eine erste Entnahmestation 25 und eine zweite Entnahmestation 30. Die erste Entnahmestation 25 ist beispielhaft in einem Bad 35 des Gebäudes 15 angeordnet. Die zweite Entnahmestation 30 ist beispielsweise in einer Küche 40 des Gebäudes 15 angeordnet. Selbstverständlich können auch weitere
Entnahmestationen vorgesehen sein.
Der Durchlauferhitzer 20 weist eine Eingangsseite 41 und eine Ausgangsseite 42 auf. Die Eingangsseite 41 ist über eine erste Leitung 45 mit einem
Frischwassernetz 50 verbunden. Das Frischwassernetz 50 stellt ein
Frischwasser 55 bereit. Das Frischwasser 55 hat dabei eine niedrige
Temperatur, beispielsweise im Bereich von 12 Grad, und wird im Folgenden als Kaltwasser 56 bezeichnet.
Die Ausgangsseite 42 des Durchlauferhitzers 20 ist über eine zweite Leitung 60 mit der ersten Entnahmestation 25 und der zweiten Entnahmestation 30 verbunden. Ferner ist die erste Entnahmestation 25 mit dem Frischwassernetz 50 über eine dritte Leitung 65 verbunden. Die zweite Entnahmestation 30 ist ebenso über die dritte Leitung 65 mit dem Frischwassernetz 50 verbunden. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des Durchlauferhitzers 20 des in
Figur 1 gezeigten Warmwassersystems 10. Der Durchlauferhitzer 20 weist ein Steuergerät 70, eine Wärmequelle 75, einen Wärmetauscher 80, einen
Durchflusssensor 85 und einen Temperatursensor 90 auf. Der Wärmetauscher
80 weist ein Wärmetauschermodul 81 mit einer Primärseite 95 und einer Sekundärseite 100 auf. Die Primärseite 95 ist mit der Wärmequelle 75 verbunden. Die Sekundärseite 100 ist sowohl mit der Eingangsseite 41 als auch mit der Ausgangsseite 42 verbunden. Die Wärmequelle 75 ist in der
Ausführungsform als Brenner, insbesondere als Gasbrenner, ausgebildet. Dabei ist die Wärmequelle 75 ferner mit einer Brennstoffversorgung 105 verbunden. Die Brennstoffversorgung 105 stellt dabei einen Brennstoff 1 10 bereit. Der Brennstoff
110 wird dabei im Betrieb des Durchlauferhitzers 20 in der Wärmequelle 75 mit Luftsauerstoff 1 12 verbrannt. Ein bei der Verbrennung des Brennstoffs 110 entstehendes Abgas 11 1 wird zu der Primärseite 95 des Wärmetauschermoduls
81 geführt. In dem Wärmetauschermodul 81 erfolgt eine Wärmeübertragung der Wärme des Abgases 11 1 von der Primärseite 95 zu der Sekundärseite 100.
Nach Durchströmen der Primärseite 95 wird das Abgas 11 1 über einen Kamin 115 des Durchlauferhitzers 20 aus dem Durchlauferhitzer 20 geführt.
Das Steuergerät 70 weist eine Steuereinrichtung 120, eine Schnittstelle 125 und einen Speicher 130 auf. Die Schnittstelle 125 ist über eine erste Verbindung 135 mit der Steuereinrichtung 120 verbunden. Der Speicher 130 ist über eine zweite Verbindung 140 mit der Steuereinrichtung 120 verbunden. Die Schnittstelle 125 ist über eine dritte Verbindung 145 mit der Wärmequelle 75 und über eine vierte Verbindung 150 mit dem Durchflusssensor 85 verbunden. Über eine fünfte Verbindung 155 ist die Schnittstelle 125 mit dem Temperatursensor 90 verbunden. Der Temperatursensor 90 ist ausgebildet, eine Temperatur des aus dem Wärmetauschermodul 81 strömenden Frischwassers 55 zu ermitteln. Der Temperatursensor 90 stellt ein korrespondierend zur erfassten Temperatur korrelierendes Temperatursignal über die fünfte Verbindung 155 der Schnittstelle 125 bereit. Die Schnittstelle 125 leitet das Temperatursignal über die erste Verbindung 135 an die Steuereinrichtung 120 weiter. Der Durchflusssensor 85 erfasst den Durchfluss f von Frischwasser 55 ausgangsseitig des
Wärmetauschermoduls 81 in der zweiten Leitung 60. Der Durchflusssensor 85 stellt korrespondierend zu dem erfassten Durchfluss f ein Durchflusssignal bereit. Das Durchflusssignal wird über die vierte Verbindung 150 an die Schnittstelle 125 geleitet, die über die erste Verbindung 135 das Durchflusssignal der
Steuereinrichtung 120 bereitstellt.
Im Speicher 130 sind eine vordefinierte Charakteristik, ein vordefinierter erster Temperaturschwellenwert TSi , ein vordefinierter zweiter
Temperaturschwellenwert TS2 sowie ein erster vordefinierter
Durchflussschwellenwert fSi und ein zweiter vordefinierter
Durchflussschwellenwert fS2 abgelegt. Dabei ist der zweite
Durchflussschwellenwert fS2 größer als der erste vordefinierte
Durchflussschwellenwert fSi . Der erste Temperaturschwellenwert TSi ist kleiner als der zweite Temperaturschwellenwert TS2 gewählt. Der erste
Temperaturschwellenwert TSi kann beispielsweise 50°C sein. Der zweite
Temperaturschwellenwert TS2 kann beispielsweise 60°C sein. Ferner sind im Speicher 130 ein erster Vorgabewert, beispielsweise 60 °C, und ein zweiter Vorgabewert, beispielsweise 45 °C, abgelegt.
In dem Speicher 130 des Steuergeräts 70 ist ferner ein Steuerparameter abgelegt. Der Steuerparameter weist dabei eine Zuordnung einer Heizleistung in Abhängigkeit einer Vorgabetemperatur und des ermittelten Durchflusses f auf. Der Steuerparameter kann dabei als tabellarische Zuordnung, als Kennfeld oder als mathematische Formel ausgebildet sein. Ferner kann der Steuerparameter dahingehend erweitert sein, dass der Steuerparameter als Regelalgorithmus ausgelegt ist, der die ausgangsseitig ermittelte Temperatur T bei der Ermittlung der Heizleistung mit berücksichtigt. Die Steuereinrichtung 120 ermittelt in
Abhängigkeit der ermittelten Heizleistung ein korrespondierend zur Heizleistung ausgebildetes Steuersignal.
Die Warmwasserbereitstellung an den Entnahmestationen 25, 30 soll im
Folgenden nur grob beschrieben werden, da im Detail im darauf folgenden Verfahren eingegangen wird. Das unter Druck stehende Frischwasser 55 wird über die erste Leitung 45 im Durchlauferhitzer 20 zur Verfügung gestellt. Wird eine der beiden Entnahmestationen 25, 30 geöffnet und Heißwasser benötigt, so wird die Wärmequelle 75 des Durchlauferhitzers 20 aktiviert. In der
Sekundärseite 100 wird das Frischwasser 55 erwärmt und strömt als
Frischwasser 55 mit einer Temperatur größer der Temperatur des Kaltwassers
56 als Heißwasser 57 aus der Sekundärseite 100 über die Ausgangsseite 42 in die zweite Leitung 60.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der ersten Entnahmestation 25. Die erste Entnahmestation 25 weist einen ersten Anschluss 160 und einen zweiten
Anschluss 165 auf. Mit dem ersten Anschluss 160 ist die erste Entnahmestation 25 mit der zweiten Leitung 60 verbunden. Mit dem zweiten Anschluss 165 ist die erste Entnahmestation 25 mit der dritten Leitung 65 verbunden. Ferner weist die erste Entnahmestation 25 einen dritten Anschluss 170 auf. An dem dritten Anschluss 170 kann beispielsweise ein Duschschlauch 175 angeschlossen sein.
Auch ist denkbar, dass an dem dritten Anschluss 170 zusätzlich oder alternativ ein Auslass zum Befüllen einer Badewanne oder eines Waschbeckens oder zum Anschluss eines Haushaltsgeräts, beispielsweise einer Waschmaschine oder eines Geschirrspülers, vorgesehen ist.
Die erste Entnahmestation 25 weist ein in der Ausführungsform beispielhaft zylindrisch ausgebildetes Gehäuse 176 auf. Das Gehäuse 176 weist einen Innenraum 177 auf. Der Innenraum 177 ist fluidisch mit dem zweiten Anschluss 165 verbunden.
Die erste Entnahmestation 25 weist eine Temperatursteuereinrichtung 180 auf. Die Temperatursteuereinrichtung 180 umfasst ein Temperaturventil 185, ein Temperaturventilbetätigungselement 190 und ein Temperaturvorwahlelement 195. Das Temperaturvorwahlelement 195 ist in der Ausführungsform linksseitig an dem Gehäuse 176 angeordnet und mit dem Temperaturventil 185 gekoppelt.
Das Temperaturventil 185 ist fluidisch zwischen dem Innenraum 177 und dem ersten Anschluss 160 angeordnet. Ferner umfasst die erste Entnahmestation 25 ein Öffnungsventil 200. Das Öffnungsventil 200 ist in der Ausführungsform rechtsseitig des Gehäuses 176 angeordnet und fluidisch zwischen dem
Innenraum 177 und dem dritten Anschluss 170 angeordnet. Die zweite Entnahmestation 30 kann als herkömmliche Mischbatterie, beispielsweise als Einhebelmischer ausgebildet sein. Diese werden
üblicherweise im Küchenbereich eingesetzt, da zum einen für den Nutzer eine höhere Durchflussgeschwindigkeit zum Reinigen des Geschirrs von Vorteil ist, zum anderen sind diese besonders einfach in einer Bedienung und schnell zu öffnen und zu schließen.
Sowohl die erste Entnahmestation 25 als auch die zweite Entnahmestation 30 dienen zur Entnahme von Frischwasser 55 mit unterschiedlicher Temperatur. Dabei ist der Nutzer im Bad 35, insbesondere unter der Dusche, weitaus temperatursensitiver als beim Abspülen von Geschirr. Ferner wird beim Abspülen von Geschirr in der Küche 40 üblicherweise Frischwasser 55 mit einer höheren Temperatur als ein zum Duschen/Baden/Waschen über die erste
Entnahmestation 25 entnommenes Frischwasser 55 eingesetzt, um auf einfache Weise Rückstände wie Fett von Küchengeräten zu entfernen. Ferner wird über die zweite Entnahmestation 30 beispielsweise Heißwasser 57 mit besonders hoher Temperatur, beispielsweise mit 60 Grad, entnommen, um damit Böden des Gebäudes 15 zu reinigen.
Das an der ersten Entnahmestation 25 entnommene Frischwasser 55 soll üblicherweise eine konstante Temperatur aufweisen, die geringer ist als das an der zweiten Entnahmestation 30 entnommene Frischwasser 55.
Erfahrungsgemäß wird an der ersten Entnahmestation 25 Frischwasser 55 mit einer Temperatur von 36° bis 39 °C entnommen.
Zur Entnahme von Frischwasser 55 aus der ersten Entnahmestation 25 wird eine gewünschte Entnahmetemperatur, beispielsweise 38 °C, durch einen Nutzer an dem Temperaturvorwahlelement 195 eingestellt. Ferner öffnet der Nutzer die erste Entnahmestation 25 mittels des Öffnungsventils 200, sodass Frischwasser 55 über den dritten Anschluss 170 aus der ersten Entnahmestation 25 strömt.
Zu Beginn eines Temperatursteuervorgangs durch die
Temperatursteuereinrichtung 180 befindet sich das Temperaturventil 185 in weit geöffnetem Zustand. Dadurch strömt sowohl über den ersten Anschluss 160 kaltes Frischwasser 55 aus der zweiten Leitung 60 und Kaltwasser 56 über den zweiten Anschluss 165 in den Innenraum 177. Das aus der zweiten Leitung 60 zu Beginn einströmende Frischwasser 55 weist üblicherweise eine geringere Temperatur auf als das aus dem Durchlauferhitzer 20 ausströmende Heißwasser 57. Im Innenraum 177 wird das Kaltwasser 56 mit dem Frischwasser 55 stammend aus der zweiten Leitung 60 zu Warmwasser 178 vermischt. Je nach Temperatur des Warmwassers 178 verschiebt das
Temperaturventilbetätigungselement 190 in Abhängigkeit der durch den Nutzer mittels des Temperaturvorwahlelements 195 eingestellten gewünschten
Temperatur das Temperaturventil 185, um Warmwasser 178 mit der
Wunschtemperatur an dem dritten Anschluss 170 bereitzustellen.
Ein an der Entnahmestation 25, 30 entnehmbares Warmwasser 178 wird an den Entnahmestationen 25, 30 durch ein Mischen des über die zweite Leitung 60 bereitgestellten Heißwassers 57 und mit dem über die dritte Leitung 65 bereitgestellten Kaltwasser 56 erzeugt. Wird Warmwasser 178 benötigt, wird der Durchlauferhitzer 20 aktiviert. Wrd kein Warmwasser 178 mehr an der
Entnahmestation 25, 30 benötigt, so wird die Entnahmestation 25, 30
geschlossen und der Durchlauferhitzer 20 deaktiviert.
Figur 4 zeigt ein Diagramm einer in dem Speicher 130 abgelegten vordefinierten Charakteristik. Die vordefinierte Charakteristik entspricht einer
Ventildurchflusscharakteristik der ersten Entnahmestation 25. Die vordefinierte Charakteristik weist in der Ausführungsform beispielhaft drei
Graphen 300, 305, 310 auf. Dabei korreliert ein erster Graph 300 mit einem Durchfluss f von Frischwasser 55 durch den Durchlauferhitzer 20, aufgetragen über einer Zeit t seit Beginn der Entnahme von Frischwasser 55 an der ersten Entnahmestation 25 bei einer konstanten Entnahme von Warmwasser 178 an der ersten Entnahmestation 25, beispielsweise für den ersten Graph 300 von
10,2 l/min. Ein zweiter Graph 305 korreliert dabei mit einem zweiten Durchfluss f seit Beginn der Entnahme von Frischwasser 55 an der ersten Entnahmestation 25 bei einer konstanten Entnahme von Warmwasser 178 an der ersten
Entnahmestation 25, beispielsweise für den zweiten Graph 305 von 8 l/min. Ein dritter Graph 310 korreliert dabei mit einem dritten Durchfluss f seit Beginn der Entnahme von Frischwasser 55 an der ersten Entnahmestation 25 bei einer konstanten Entnahme von Warmwasser 178 an der ersten Entnahmestation 25, beispielsweise für den dritten Graph 310 von 7 l/min. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die vordefinierte Charakteristik weitere Graphen aufweist. Auch ist denkbar, dass die vordefinierte Charakteristik nicht als Graph, sondern als mathematische Funktion oder parametrisiert im Speicher 130 abgelegt ist.
Figur 5 zeigt ein Diagramm mit mehreren Größen aufgetragen über der Zeit t. Dabei sind im Diagramm ein vierter Graph 350, ein fünfter Graph 355, ein sechster Graph 360 und ein siebter Graph 365 dargestellt. Der vierte Graph 350 zeigt die Temperatur des Heißwassers 57 an der Ausgangsseite 42 des
Durchlauferhitzers 20 in Dezi-Grad Celsius [dC]. Der fünfte Graph 355 zeigt einen Temperaturverlauf des Warmwassers 178 am dritten Anschluss 170 in Dezi-Grad Celsius. Der sechste Graph 360 entspricht dem in Figur 4 gezeigten ersten Graph 300 und entspricht einem Durchfluss f von Heißwasser 57 durch den Durchlauferhitzer 20 in Deziliter bei einer Entnahme von beispielhaft 10,2 l/min Warmwasser 178 an der ersten Entnahmestation 25. Der siebte Graph 365 zeigt eine durch den Durchlauferhitzer 20 abgegebene Leistung P in Prozent bezogen auf eine maximale Leistung des Durchlauferhitzers 20.
Im Folgenden wird der erste Graph 300 beispielhaft für die weiteren Graphen 305, 310 erläutert. Der erste Graph 300 korreliert dabei mit einem
Steuerverhalten der Temperatursteuereinrichtung 180 der ersten
Entnahmestation 25. Der erste Graph 300 der vordefinierten Charakteristik weist einen ersten zeitlich begrenzten Abschnitt 315, einen zweiten zeitlich begrenzten
Abschnitt 320 und einen dritten zeitlich begrenzten Abschnitt 325 auf. Der erste Abschnitt 315 wird durch einen Beginn 330 der Entnahme zu Anfang begrenzt. Ein Ende des ersten Abschnitts 315 wird durch den zweiten Abschnitt 320 begrenzt. Der dritte Abschnitt 325 wird anfangs durch ein Ende des zweiten Abschnitts 320 begrenzt. Der dritte Abschnitt 325 kann theoretisch unendlich lang zeitlich sein, jedoch weist in der Ausführungsform die Charakteristik eine vordefinierte Zeitdauer auf, die in der Ausführungsform beispielhaft 35 Sekunden beträgt. Im ersten Abschnitt 315 weist der erste Graph 300 einen vordefinierten Wert auf, der über die Zeit t im Wesentlichen konstant ist. Im zweiten Abschnitt 320 fällt der vordefinierte Wert von dem Wert im ersten Abschnitt 315 ab. Im dritten Abschnitt 325 ist der vordefinierte Wert über die Zeit t im Wesentlichen konstant. Dabei ist der vordefinierte Wert im dritten Abschnitt 325 geringer als im ersten Abschnitt 315.
Im Folgenden soll das zu den in den einzelnen Abschnitten 315, 320, 325 der vordefinierten Charakteristik korrespondierende Steuerverhalten der ersten Entnahmestation 25 erläutert werden.
Zu Beginn einer Entnahme von Frischwasser 55 aus der ersten Entnahmestation 25 ist das Temperaturventil 185 vollständig geöffnet. Mit Öffnen des
Öffnungsventils 200 beginnt die Entnahme aus der ersten Entnahmestation 25. Dabei strömt (vgl. erster Abschnitt 315) aus der zweiten Leitung 60 Frischwasser 55 mit niedriger Temperatur, welches über die Zeit t in der zweiten Leitung 60 vor der Entnahme abgekühlt ist, in den Innenraum 177 und wird dort mit dem aus der dritten Leitung 65 kommenden Kaltwasser 56 vermengt. Das vermengte Wasser weist eine Temperatur auf, die geringer als die eingestellte Wunschtemperatur ist, sodass im ersten Abschnitt 315 der Durchfluss f über die Zeit t konstant ist. Die Temperatur des Kaltwassers 56 ist über die Entnahme hinweg im
Wesentlichen konstant.
Wie oben erläutert wird mit Entnahme von Frischwasser 55 aus der zweiten Leitung 60 der Durchlauferhitzer 20 aktiviert. Im zweiten Abschnitt 320 weist mit zunehmender Zeit t über die zweite Leitung 60 nachströmendes Frischwasser 55 eine höhere Temperatur auf, bis das Frischwasser 55 als Heißwasser 57 die erste Entnahmestation 25 erreicht. Das wärmer werdende Frischwasser 55 wird in dem Innenraum 177 mit dem Kaltwasser 56 zu Warmwasser 178 vermengt. Das Warmwasser 178 erwärmt das Temperaturventilbetätigungselement 190, welches dann das Temperaturventil 185 betätigt und den Zufluss von
Heißwasser 57 über den ersten Anschluss 160 über die Zeit t reduziert. Dadurch fällt der Durchfluss f im zweiten Abschnitt 320 über die Zeit t ab. Ferner bewirkt die Reduzierung des Durchflusses f einen Temperaturanstieg im Heißwasser 57 (vgl. vierter Graph 350). Dadurch schließt das
Temperaturventilbetätigungselement 190 das Temperaturventil 185 über die Zeit t weiter, sodass der Durchfluss f durch das Wärmetauschermodul 81 weiter abnimmt, bis sich ein Gleichgewicht des Durchflusses f zu der Temperatur des Heißwassers 57 im auf den zweiten Abschnitt 320 anschließenden dritten Abschnitt 325 einstellt und der Durchfluss f konstant über der Zeit t ist.
Figur 6 zeigt ein Diagramm des Durchflusses f aufgetragen über der Zeit t bei Entnahme von Frischwasser 55 über die zweite Entnahmestation 30. Der Verlauf des Durchflusses f über der Zeit t erfolgt nicht wie in Figur 5 erläutert auf Grund des Steuerverhaltens der Temperatursteuereinrichtung 180, sondern ist beliebig und davon abhängig, wie der Nutzer die zweite Entnahmestation 30 bedient. Die Entnahme von Frischwasser 55 über die zweite Entnahmestation 30 weist somit nicht die in Figur 4 gezeigte Charakteristik auf.
Figur 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb des in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Warmwassersystems 10. In einem ersten Verfahrensschritt 400 überprüft die Steuereinrichtung 120, ob der
Durchlauferhitzer 20 im Stand-By Betrieb ist. Ist dies der Fall, fährt die
Steuereinrichtung 120 mit einem zweiten Verfahrensschritt 405 fort. Ist dies nicht der Fall, wartet die Steuereinrichtung 120 ab, bis der Durchlauferhitzer 20 aktiviert ist.
In einem zweiten Verfahrensschritt 405 überprüft die Steuereinrichtung 120, ob die Wärmequelle 75 aktivierbar ist. Ist dies der Fall, fährt die Steuereinrichtung 120 mit einem dritten Verfahrensschritt 410 fort. Ist dies nicht der Fall, wartet die Steuereinrichtung 120 ab, ob die Wärmequelle 75 aktivierbar ist.
In einem dritten Verfahrensschritt 410 erfasst die Steuereinrichtung 120 das Temperatursignal und das Durchflusssignal.
Die Steuereinrichtung 120 vergleicht die erfasste Temperatur T ausgangsseitig des Wärmetauschermoduls 81 mit dem ersten Temperaturschwellenwert TSi in einem ersten Vergleich. Überschreitet die Temperatur T den ersten
Temperaturschwellenwert TSi , so fährt die Steuereinrichtung 120 mit einem vierten Verfahrensschritt 415 fort. Unterschreitet die erfasste Temperatur T den ersten Temperaturschwellenwert TSi , so wartet die Steuereinrichtung 120 so lange ab, bis die Temperatur T den ersten Temperaturschwellenwert TSi überschreitet.
Im vierten Verfahrensschritt 415 vergleicht die Steuereinrichtung 120 in einem zweiten Vergleich den erfassten Durchfluss f mit dem ersten
Durchflussschwellenwert fSi und mit dem zweiten Durchflussschwellenwert fS2- Überschreitet der ermittelte Durchfluss f den ersten Durchflussschwellenwert fSi und unterschreitet der ermittelte Durchfluss f den zweiten
Durchflussschwellenwert fS2, so fährt die Steuereinrichtung 120 mit einem fünften Verfahrensschritt 420 fort. Unterschreitet der ermittelte Durchfluss f den ersten
Durchflussschwellenwert fSi oder überschreitet der ermittelte Durchfluss f den zweiten Durchflussschwellenwert fS2, fährt die Steuereinrichtung 120 mit einem sechsten Verfahrensschritt 425 fort. Im fünften Verfahrensschritt 420 vergleicht die Steuereinrichtung 120 in einem dritten Vergleich die ermittelte Temperatur T mit dem zweiten
Temperaturschwellenwert TS2- Unterschreitet die ermittelte Temperatur T den zweiten Temperaturschwellenwert TS2, so wartet die Steuereinrichtung 120 so lange ab, bis die ermittelte Temperatur T größer oder gleich dem zweiten Temperaturschwellenwert TS2 ist. Überschreitet die ermittelte Temperatur T den zweiten Temperaturschwellenwert TS2, so fährt die Steuereinrichtung 120 mit einem siebten Verfahrensschritt 430 fort.
Im sechsten Verfahrensschritt 425 wählt die Steuereinrichtung 120 als
Vorgabetemperatur zur Ermittlung des Steuersignals zur Steuerung der
Heizleistung der Wärmequelle 75 den ersten Vorgabewert aus. In Abhängigkeit des ersten Vorgabewerts ermittelt die Steuereinrichtung 120 auf Grundlage des Steuerparameters ein erstes Steuersignal, das mit einer ersten Heizleistung P^ korreliert und stellt das erste Steuersignal über die Schnittstelle 125 der
Wärmequelle 75 bereit. Die Wärmequelle 75 erfasst das erste Steuersignal.
Mittels des ersten Steuersignals wird die Wärmequelle 75 derart gesteuert, dass diese die erste Heizleistung P^ abgibt und das ausgangsseitig aus dem
Wärmetauschermodul 81 ausströmende Frischwasser 55 im Wesentlichen die Temperatur des ersten Vorgabewerts aufweist. ln einem siebten Verfahrensschritt 430 ordnet die Steuereinrichtung 120 den erfassten Durchfluss f die Zeit t seit Beginn der Entnahme zu und legt den erfassten Wert des Durchflusses f mit der zugeordneten Zeit t im Speicher 130 ab. Die Steuereinrichtung 120 ermittelt auf Grundlage der im Speicher 130 für den Durchfluss f abgelegten Werte eine Durchflusscharakteristik des
Durchflusses f über die Zeit t. Die Steuereinrichtung 120 vergleicht in einem vierten Vergleich die ermittelte Durchflusscharakteristik mit der vordefinierten Charakteristik. So kann beispielsweise, je nachdem, wie weit das Öffnungsventil 200 geöffnet wird, die ermittelte Durchflusscharakteristik mit dem ersten Graphen 300, dem zweiten Graphen 305 oder dem dritten Graphen 310 übereinstimmen.
Zusätzlich kann in dem Speicher 130 ein Toleranzband vorgesehen sein, das die Steuereinrichtung 120 beim vierten Vergleich der ermittelten
Durchflusscharakteristik mit der vordefinierten Charakteristik berücksichtigt, sodass eine Abweichung der ermittelten Durchflusscharakteristik der
entsprechenden vordefinierten Charakteristik durch die Steuereinrichtung 120 zuordenbar ist. Auf diese Weise kann zuverlässig eine Entnahme von
Frischwasser 55 aus der ersten Entnahmestation 25 erfasst werden.
Wrd Frischwasser 55 aus der ersten Entnahmestation 25 entnommen, so entspricht beispielsweise die durch die Steuereinrichtung 120 ermittelte
Durchflusscharakteristik dem in Figur 5 gezeigtem Verlauf des Durchflusses f über der Zeit t, nicht jedoch der vordefinierten Charakteristik.
Stimmt die ermittelte Durchflusscharakteristik mit der vordefinierten
Charakteristik überein, so fährt die Steuereinrichtung 120 mit dem achten Verfahrensschritt 435 fort. Stimmt die ermittelte Durchflusscharakteristik nicht mit der vordefinierten Charakteristik überein, so fährt die Steuereinrichtung 120 mit dem sechsten Verfahrensschritt 425 fort.
Im achten Verfahrensschritt 435 wählt die Steuereinrichtung 120 als
Vorgabetemperatur den zweiten Vorgabewert, der in der Ausführungsform 45 °C ist. Zusätzlich kann im achten Verfahrensschritt 435 die Steuereinrichtung 120, wenn bei einem vorherigen Durchlauf des beschriebenen Verfahrens der Temperaturvorgabewert der erste Vorgabewert war, diesen kontinuierlich auf Grundlage eines vordefinierten Absenkparameters absenken. So ist
beispielsweise denkbar, alle 100 Millisekunden, vom ersten Vorgabewert über die Zeit t den Temperaturvorgabewert hin zum zweiten Vorgabewert um 1 °C abzusenken. In Abhängigkeit des zweiten Vorgabewerts ermittelt die
Steuereinrichtung 120 auf Grundlage des Steuerparameters ein zweites
Steuersignal, das mit einer zweiten Heizleistung P2 korreliert, und stellt das zweite Steuersignal über die Schnittstelle 125 der Wärmequelle 75 zur
Verfügung. Die Wärmequelle 75 erfasst das zweite Steuersignal. Mittels des zweiten Steuersignals wird die Wärmequelle 75 derart gesteuert, dass diese die zweite Heizleistung P2 abgibt und das ausgangsseitig aus dem
Wärmetauschermodul 81 ausströmende Frischwasser 55 im Wesentlichen die Temperatur des zweiten Vorgabewerts aufweist.
Legt die Steuereinrichtung 120 als Temperaturvorgabewert den zweiten
Vorgabewert fest, so hat dies zur Folge, dass bei Abgabe der zweiten
Heizleistung P2 durch der Wärmequelle 75 das bei der Verbrennung des
Brennstoffs 110 entstehende Abgas 11 1 bei der Durchführung durch die
Primärseite 95 im Wärmetauschermodul 81 zumindest teilweise an der
Primärseite 95 kondensiert. Dies hat den Vorteil, dass zusätzlich zu der
Wärmeenergie eine Kondensationsenergie zur Erwärmung des Frischwassers 55 in der Sekundärseite 100 des Wärmetauschermoduls 81 genutzt werden kann. Dadurch kann der Wrkungsgrad des Durchlauferhitzers 20 weiter erhöht werden.
In einem auf den achten Verfahrensschritt 435 folgenden neunten
Verfahrensschritt 440 vergleicht die Steuereinrichtung 120 in einem fünften Vergleich den Durchfluss f mit dem zweiten vordefinierten
Durchflussschwellenwert fS2- Überschreitet der Durchfluss f den vordefinierten zweiten Durchflussschwellenwert fS2, wird mit einem zehnten Verfahrensschritt 445 durch die Steuereinrichtung 120 fortgefahren. Unterschreitet der Durchfluss f den vordefinierten zweiten Durchflussschwellenwert fS2, wird mit einem elften Verfahrensschritt 450 fortgefahren.
In einem zehnten Verfahrenschritt 445 wird als Temperaturvorgabewert der erste Vorgabewert festgelegt, sodass das durch das Wärmetauschermodul 81 strömende Frischwasser 55 stärker erwärmt wird und mit einer Temperatur von 60°C über die zweite Entnahmestation 30 entnommen werden kann. Zusätzlich kann im zehnten Verfahrensschritt 445 die Steuereinrichtung 120, wenn bei einem vorherigen Durchlauf des beschriebenen Verfahrens der
Temperaturvorgabewert der zweite Vorgabewert war, den
Temperaturvorgabewert kontinuierlich auf Grundlage eines vordefinierten
Anhebeparameters anheben. So ist beispielsweise denkbar, alle 100
Millisekunden, vom zweiten Vorgabewert über die Zeit t den
Temperaturvorgabewert hin zum ersten Vorgabewert um 5°C anzuheben. In dem elften Verfahrensschritt 450 wird als Temperaturvorgabewert der zweite
Vorgabewert festgelegt.
Auf den elften Verfahrensschritt 450 folgt ein zwölfter Verfahrensschritt 455, in dem überprüft wird, ob der Durchfluss f gleich null ist. Ist dies nicht der Fall, fährt die Steuereinrichtung 120 mit dem neunten Verfahrensschritt 440 fort. Ist dies der Fall, fährt die Steuereinrichtung 120 mit einem dreizehnten Verfahrensschritt 460 fort.
Im dreizehnten Verfahrensschritt 460 wird der Temperaturvorgabewert auf den ersten Vorgabewert und somit beispielhaft in der Ausführungsform auf 60 Grad festgelegt. Auf den dreizehnten Verfahrensschritt 460 folgt der erste
Verfahrensschritt 400.
Auf den zehnten Verfahrensschritt 445 folgt ein vierzehnter Verfahrensschritt 465. Im vierzehnten Verfahrensschritt 465 vergleicht die Steuereinrichtung 120 in einem sechsten Vergleich, ob die erfasste Temperatur T gleich dem
Temperaturvorgabewert mit dem ersten Vorgabewert entspricht. Ist dies der Fall, fährt die Steuereinrichtung 120 mit einem fünfzehnten Verfahrensschritt 470 fort. Ist dies nicht der Fall, wiederholt die Steuereinrichtung den zehnten
Verfahrenschritt 445.
Im fünfzehnten Verfahrensschritt 470 überprüft die Steuereinrichtung 120, ob der Durchfluss f gleich null ist. Ist dies der Fall, fährt die Steuereinrichtung 120 mit dem dreizehnten Verfahrensschritt 460 fort. Ist dies nicht der Fall, wird der fünfzehnte Verfahrensschritt 470 wiederholt. Es wird darauf hingewiesen, dass selbstverständlich zusätzliche
Verfahrensschritte vorgesehen sein können und/oder die oben beschrieben Verfahrensschritte in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden können.
Figur 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Warmwassersystems 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Das Warmwassersystem 10 ist ähnlich zu dem in den vorhergehenden Figuren gezeigten Warmwassersystem 10 ausgebildet. Abweichend dazu ist der
Wärmetauscher 80 mehrteilig aufgebaut und umfasst ein erstes
Wärmetauschermodul 499 und ein zweites Wärmetauschermodul 500. Das erste Wärmetauschermodul 499 ist im Wesentlichen identisch zu dem in den Figuren 1 bis 7 beschriebenen Wärmetauschermodul 81 ausgebildet. Das erste
Wärmetauschermodul 499 weist eine erste Primärseite 501 und eine erste
Sekundärseite 502 auf. Die erste Primärseite 501 entspricht der Primärseite 95 des in den Figuren 1 bis 7 beschrieben Wärmetauschermoduls 81.
Das zweite Wärmetauschermodul 500 weist eine zweite Primärseite 505 und eine zweite Sekundärseite 510 auf. Das zweite Wärmetauschermodul 500 ist in der Ausführungsform als Gegenstromwärmetauscher ausgebildet.
Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen des zweiten
Wärmetauschermoduls, wie etwa als Kreuzstromwärmetauscher oder als Parallelstromwärmetauscher, 500 denkbar.
Ausgangsseitig ist die erste Sekundärseite 502 des ersten
Wärmetauschermoduls 499 - abweichend zu den Figuren 1 bis 7 - mit einer vierten Leitung 515 mit der zweiten Primärseite 505 des zweiten
Wärmetauschermoduls 500 fluidisch verbunden. Eingangsseitig ist die erste Sekundärseite 502 des ersten Wärmetauschermoduls 499 mit der zweiten
Primärseite 505 des zweiten Wärmetauschermoduls 500 über eine fünfte Leitung 520 fluidisch verbunden.=Die vierte Leitung 515, die fünfte Leitung 520 sowie die zweite Primärseite 505 des zweiten Wärmetauschermoduls 500 und - abweichend zu den vorherigen Figuren - die erste Sekundärseite 502 des ersten Wärmetauschermoduls 499 sind mit einem Wärmeträgermedium 525, das beispielsweise Wasser aufweisen kann, gefüllt. Dadurch ist die erste
Sekundärseite 502 thermisch mit der zweiten Primärseite 505 des zweiten Wärmetauschermoduls 500 gekoppelt. Abweichend zu den Figuren 1 bis 7 ist die zweite Sekundärseite 510 des zweiten
Wärmetauschermoduls 500 eingangsseitig mit der Eingangsseite 41 des Durchlauferhitzers 20 und somit über die erste Leitung 45 mit dem
Frischwassernetz 50 verbunden. Ausgangsseitig ist die zweite Sekundärseite 510 des zweiten Wärmetauschermoduls 500 mit der Ausgangsseite 42 des Durchlauferhitzers 20 und somit mit der zweiten Leitung 60 verbunden. Dabei ist ausgangsseitig der zweiten Sekundärseite 510 der Durchflusssensor 85 und der Temperatursensor 90 angeordnet, wobei der Temperatursensor 90 mit der Schnittstelle 125 verbunden ist, wobei der Temperatursensor 90 ausgebildet ist, eine Temperatur T des Heißwassers 57 ausgangsseitig des zweiten
Wärmetauschermoduls 500 zu erfassen und ein zur erfassten Temperatur T korrelierendes Temperatursignal der Schnittstelle 125 bereitzustellen. Der Durchflusssensor 85 erfasst den Durchfluss von kalten und/oder zu Heißwasser 57 erwärmten Frischwasser 55 durch die zweite Sekundärseite 510 des zweiten Wärmetauschermoduls 500 und stellt das zum Durchfluss f korrelierendes Durchflusssignal der Schnittstelle 125 bereit.
Ferner ist zusätzlich, wie in Figur 8 beispielhaft gezeigt, denkbar, dass die vierte Leitung 515 und die fünfte Leitung 520 mit einem Heizkreislauf 530 zur
Erwärmung eines Gebäudes 15 verbunden sind. Dazu kann zusätzlich ein Ventil 535 in der fünften Leitung 520 vorgesehen sein, um den Heizkreislauf 530 fluidisch von der fünften Leitung 520 zu trennen. Ferner ist zur Förderung des Wärmeträgermediums 525 beispielhaft in der fünften Leitung 520 eine
Förderpumpe 540 vorgesehen. Die Förderpumpe 540 kann selbstverständlich alternativ auch in der vierten Leitung 515 angeordnet sein.
Der Betrieb des Durchlauferhitzers 20 ist ähnlich zu dem in den Figuren 1 bis 7 beschriebenen Verfahren. Abweichend dazu wird in dem ersten
Wärmetauschermodul 81 nicht, wie in den Figuren 1 bis 7 beschrieben,
Frischwasser 55, sondern das Wärmeträgermedium 525 erwärmt. Das erwärmte Wärmeträgermedium 525 wird über die vierte Leitung 515 durch die Förderpumpe 540 zu der zweiten Primärseite 505 des zweiten
Wärmetauschermoduls 500 gefördert. Im zweiten Wärmetauscher 500 gibt das Wärmeträgermedium 525 zumindest einen Teil seiner Wärme zur Erwärmung des in der zweiten Sekundärseite 510 vorhandenen Frischwassers 55 zum Heißwasser 57 ab. Das abgekühlte Wärmeträgermedium 525 strömt über die fünfte Leitung 520 zurück zu der ersten Sekundärseite 502 des ersten
Wärmetauschermoduls 499. Die Steuereinrichtung 120 steuert die Heizleistung P der Wärmequelle 75 wie oben beschrieben in Abhängigkeit des
Temperatursignals und des Durchflussignals. Zusätzlich kann hierbei die Steuereinrichtung 120 bei Erfassen einer Entnahme von Heißwasser 57 über wenigstens eine der beiden Entnahmestationen ein weiteres Steuersignal zur Aktivierung der Förderpumpe 540 bereitstellen.
Die in Figur 8 beschrieben Ausgestaltung des Durchlauferhitzers 20 hat den Vorteil, dass die Wärmequelle 75 zusätzlich zur Erwärmung des Frischwassers 55 zu Heißwasser 57 ferner auch zur Erwärmung des Heizkreislaufs 530 genutzt werden kann. Ferner kann die Wärmequelle 20 räumlich getrennt von dem zweiten Wärmetauschermodul 500 angeordnet werden, so dass der
Bauraumbedarf des Durchlauferhitzers 20 anpassbar ist.
Ferner ist denkbar, dass die zweite Primärseite 505 des zweiten
Wärmetauschermoduls 500 mit einer weiteren Wärmequelle (nicht dargestellt) verbunden ist. Die weitere Wärmequelle kann hierbei als beispielsweise als thermischer Solarkollektor ausgebildet sein. Auch hierbei ist von Vorteil, dass dann die Wärmequelle 75 in Verbindung mit dem zweiten Wärmetauschermodul 500 bei Erfassen der Entnahme von Warmwasser 178 an der ersten
Entnahmestation 25 mit geringerer Leistung P betrieben werden kann, sodass der Wrkungsgrad des Durchlauferhitzers 20 erhöht ist.

Claims

Steuergerät (70) für einen Durchlauferhitzer (20),
- aufweisend eine Schnittstelle (125), eine Steuereinrichtung (120) und einen Speicher (130),
- wobei die Steuereinrichtung (120) mit der Schnittstelle (125) und dem Speicher (130) verbunden ist,
- wobei in dem Speicher (130) eine vordefinierte Charakteristik
abgelegt ist,
- wobei die Schnittstelle (125) mit einem Durchflusssensor (85) des Durchlauferhitzers (20) verbindbar ist,
- wobei die Schnittstelle (125) ausgebildet ist, ein Durchflusssignal des Durchflusssensors (85) zu erfassen und der Steuereinrichtung (120) bereitzustellen,
- wobei die Steuereinrichtung (120) ausgebildet ist, eine
Durchflusscharakteristik auf Grundlage des Durchflusssignals über eine Zeit (t) zu ermitteln, und in einem Vergleich die
Durchflusscharakteristik mit der vordefinierten Charakteristik zu vergleichen,
- wobei die Steuereinrichtung (120) ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs ein Steuersignal zur Steuerung einer Heizleistung (P) des Durchlauferhitzers (20) an der Schnittstelle (125) bereitzustellen.
Steuergerät (70) nach Anspruch 1 , wobei die vordefinierte Charakteristik einer Ventildurchflusscharakteristik einer Entnahmestation (25) entspricht.
Steuergerät (70) nach Anspruch 1 oder 2,
- wobei die vordefinierte Charakteristik einen ersten zeitlich begrenzten Abschnitt (315), einen zweiten zeitlich begrenzten Abschnitt (320) und einen dritten zeitlich begrenzten Abschnitt (325) aufweist, - wobei der zweite Abschnitt (320) zeitlich auf den ersten Abschnitt (315) und der dritte Abschnitt (325) zeitlich auf den zweiten Abschnitt (320) folgt,
- wobei in dem ersten Abschnitt (315) ein vordefinierter Wert über die Zeit (t) im Wesentlichen konstant ist,
- wobei in dem zweiten Abschnitt (320) der vordefinierte Wert über die Zeit (t) im Wesentlichen abfällt,
- in dem dritten Abschnitt (325) der vordefinierte Wert über die Zeit (t) im Wesentlichen konstant und kleiner ist als im ersten Abschnitt (315).
Steuergerät (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
- wobei in dem Speicher (130) ein Toleranzband zu der vordefinierten Charakteristik abgelegt ist,
- wobei die Steuereinrichtung (120) ausgebildet ist, das Toleranzband in dem Vergleich der vordefinierten Charakteristik mit der ermittelten Durchflusscharakteristik zu berücksichtigen.
Steuergerät (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
- wobei die Schnittstelle (125) mit einem Temperatursensor (90)
verbindbar und ausgebildet ist, ein Temperatursignal des
Temperatursensors (90) zu erfassen und der Steuereinrichtung (120) bereitzustellen,
- wobei die Steuereinrichtung (120) ausgebildet ist, das
Temperatursignal bei der Ermittlung des Steuersignals zu
berücksichtigen.
Durchlauferhitzer (20) zur Bereitstellung von Heißwasser (57) in einem Warmwassersystem (10),
- aufweisend eine Wärmequelle (75), einen Durchflusssensor (85) und ein Steuergerät (70),
- wobei das Steuergerät (70) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5
ausgebildet ist,
- wobei die Schnittstelle (125) mit dem Durchflusssensor (85) und mit der Wärmequelle (75) verbunden ist, - wobei der Durchflusssensor (85) ausgangsseitig eines mit der Wärmequelle (75) thermisch koppelbaren Wärmetauschers (80) anordenbar ist,
- wobei der Durchflusssensor (85) ausgebildet ist, einen Durchfluss (f) von Heißwasser (57) durch den Wärmetauscher (80) zu erfassen und ein mit dem Durchfluss (f) durch die Wärmequelle (75) korrelierendes Durchflusssignal bereitzustellen,
- wobei die Wärmequelle (75) ausgebildet ist, das an der Schnittstelle (125) bereitgestellte Steuersignal zu erfassen und auf Grundlage des erfassten Steuersignals die Heizleistung (P) zur Erwärmung des Heißwassers (57) anzupassen.
Durchlauferhitzer (20) nach Anspruch 6,
- wobei bei einem Abweichen der ermittelten Durchflusscharakteristik von der vordefinierten Charakteristik das Steuersignal mit einer ersten Heizleistung (P^ der Wärmequelle (75) korreliert,
- wobei bei einem Übereinstimmen der ermittelten
Durchflusscharakteristik zu der vordefinierten Charakteristik das Steuersignal mit einer zweiten Heizleistung (P2) der Wärmequelle (75) korreliert,
- wobei die zweite Heizleistung (P2) geringer ist als die erste
Heizleistung (P^.
Durchlauferhitzer (20) nach Anspruch 7,
- wobei wenigstens ein Wärmetauscher (80) vorgesehen ist und die Wärmequelle (75) als Brenner ausgebildet ist,
- wobei der Wärmetauscher (80) ein erstes Wärmetauschermodul (81 , 499) mit einer ersten Primärseite (95, 501) aufweist,
- wobei die erste Primärseite (95, 501) mit der Wärmequelle (75)
gekoppelt ist,
- wobei die Wärmequelle (75) ausgebildet ist, zur Bereitstellung der Heizleistung (P) einen Brennstoff (1 10) zu verbrennen,
- wobei ein bei der Verbrennung des Brennstoffs (1 10) entstehendes Abgas (11 1) an die erste Primärseite (95, 501) des ersten
Wärmetauschermoduls (81 , 499) geführt ist, - wobei die zweite Heizleistung (P2) derart gewählt ist, dass zumindest teilweise wenigstens ein Bestandteil des Abgases (11 1) an der ersten Primärseite (95) kondensiert.
9. Durchlauferhitzer (20) nach Anspruch 8,
- wobei das erste Wärmetauschermodul (81) eine erste Sekundärseite (100) aufweist,
- wobei die erste Sekundärseite (100) eingangsseitig mit einem
Frischwassernetz (50) und ausgangsseitig mit wenigstens einer Entnahmestation (25, 30) verbindbar ist,
- wobei das erste Wärmetauschermodul (81) an seiner ersten
Sekundärseite (100) ausgebildet ist, ein aus dem Frischwassernetz (50) kommendes Frischwasser (55) zu Heißwasser (57) zu erwärmen,
- wobei ein Temperatursensor (90) vorgesehen ist,
- wobei der Temperatursensor (90) ausgangsseitig der ersten
Sekundärseite (100) angeordnet und mit der Schnittstelle (125) verbunden ist,
- wobei der Temperatursensor (90) ausgebildet ist, eine Temperatur (T) des Heißwassers (57) ausgangsseitig des Wärmetauschers (80) zu erfassen und ein zur erfassten Temperatur (T) korrelierendes
Temperatursignal der Schnittstelle (125) bereitzustellen,
- wobei die Steuereinrichtung (120) ausgebildet ist, die Heizleistung (P) der Wärmequelle (75) in Abhängigkeit der erfassten Temperatur (T) und des erfassten Durchflusses(f) zu steuern.
10. Durchlauferhitzer (20) nach Anspruch 8,
- wobei der Wärmetauscher (80) ein zweites Wärmetauschermodul (500) mit einer zweiten Primärseite (505) und einer zweiten
Sekundärseite (510) umfasst,
- wobei das erste Wärmetauschermodul (499) eine erste Sekundärseite (502) aufweist,
- wobei die erste Sekundärseite (502) thermisch mit der zweiten
Primärseite (505) des zweiten Wärmetauschermoduls (500) gekoppelt ist, - wobei die zweite Sekundärseite (510) eingangsseitig mit einem Frischwassernetz (50) und ausgangsseitig mit wenigstens einer Entnahmestation (25, 30) verbindbar ist,
- wobei das zweite Wärmetauschermodul (500) ausgebildet ist, an
seiner zweiten Sekundärseite (510) ein aus dem Frischwassernetz (50) kommendes Frischwasser (55) zu Heißwasser (57) zu erwärmen,
- wobei ein Temperatursensor (90) vorgesehen ist,
- wobei der Temperatursensor (90) ausgangsseitig der zweiten
Sekundärseite (510) des zweiten Wärmetauschermoduls (500) angeordnet und mit der Schnittstelle (125) verbunden ist,
- wobei der Temperatursensor (90) ausgebildet ist, eine Temperatur (T) des Heißwassers (57) ausgangsseitig des zweiten
Wärmetauschermoduls (500) zu erfassen und ein zur erfassten Temperatur (T) korrelierendes Temperatursignal der Schnittstelle (125) bereitzustellen,
- wobei die Steuereinrichtung (120) ausgebildet ist, die Heizleistung (P) der Wärmequelle (75) in Abhängigkeit der erfassten Temperatur (T) und des erfassten Durchflusses (f) zu steuern.
1 1. Verfahren zur Steuerung eines Durchlauferhitzers (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 mit einem Steuergerät (70) nach einem der
Ansprüche 1 bis 5,
- wobei ein Durchfluss (f) von Heißwasser (57) durch einen
Durchlauferhitzer (20) erfasst wird,
- wobei eine Durchflusscharakteristik auf Grundlage des erfassten
Durchflusses (f) über eine Zeit (t) ermittelt wird,
- wobei in einem Vergleich die ermittelte Durchflusscharakteristik mit einer vordefinierten Charakteristik verglichen wird,
- wobei in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs eine
Heizleistung (P) des Durchlauferhitzers (20) gesteuert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 ,
- wobei bei einem Abweichen der ermittelten Durchflusscharakteristik von der vordefinierten Charakteristik ein Steuersignal korrelierend mit einer ersten Heizleistung (P^ der Wärmequelle (75) ermittelt wird, - wobei bei einem Übereinstimmen der ermittelten
Durchflusscharakteristik mit der vordefinierten Charakteristik das Steuersignal korrelierend mit einer zweiten Heizleistung (P2) der Wärmequelle (75) ermittelt wird ,
- wobei die zweite Heizleistung (P2) geringer ist als die erste
Heizleistung (P^.
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