WO2020108908A1 - Device for heating a liquid, and corresponding method - Google Patents

Device for heating a liquid, and corresponding method Download PDF

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WO2020108908A1
WO2020108908A1 PCT/EP2019/079801 EP2019079801W WO2020108908A1 WO 2020108908 A1 WO2020108908 A1 WO 2020108908A1 EP 2019079801 W EP2019079801 W EP 2019079801W WO 2020108908 A1 WO2020108908 A1 WO 2020108908A1
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WO
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liquid
storage device
heating
temperature
liquid storage
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/079801
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German (de)
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Inventor
Johannes Laging
Daniel Pless
Peter Wickelmaier
Original Assignee
Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG
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    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/124Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using fluid fuel
    • F24H1/125Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using fluid fuel combined with storage tank
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0026Domestic hot-water supply systems with conventional heating means
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24D17/0078Recirculation systems
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    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/08Packaged or self-contained boilers, i.e. water heaters with control devices and pump in a single unit
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    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04Sensors
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04Sensors
    • F24D2220/044Flow sensors

Definitions

  • the present invention relates to a device for heating a liquid.
  • the device is designed, for example, as a water heater, boiler, combination heater or generally as a heater.
  • the invention relates to a method for heating a liquid.
  • gas instantaneous water heaters known from the prior art consist of a burner with fan and gas valve and of a flue gas / water heat exchanger.
  • a volume flow sensor through which it is recognized when a consumption point, e.g. B. a hot water tap is open and hot water is required.
  • the volume flow signal triggers the burner to start.
  • Gas-operated instantaneous water heaters are mainly used for the decentralized provision of hot water (domestic water) in residential buildings.
  • the advantages are the constant and almost unlimited availability of hot water and the small installation space compared to a water boiler.
  • the flue gas connection is made directly to the in-house chimney.
  • the burner can start immediately or after a very short pre-purge time.
  • the pre-purge time is the time during which the combustion air fan is active in order to purge the combustion chamber with fresh air. Flushing can prevent accidental deflagrations when the burner is started. Due to the short delay between hot water request and burner start, it usually only takes a few seconds (so-called dead time) until the hot water reaches z. B. the tap is available as a point of consumption.
  • circulation pipes are known in the prior art.
  • water storage is provided as close as possible to the point of use, some of which also function as heat exchangers, see e.g. B. DE 28 51 169 C2, DE 10 2004 018 034 B4, DE 10 2012 024 578 A1, DE 10 2014 108 147 A1, EP 2 503 252 A2 or EP 2 762 789 A1.
  • Examples include DE 298650 A or CH 232072 A.
  • the invention has for its object to propose a device for heating a liquid speed, which can provide hot water as quickly as possible while observing the prescribed pre-rinsing time or another system-related delay until the burner starts.
  • the object is achieved by a device for heating a liquid, with a liquid inlet, a liquid outlet, a Schuvorrich device, a liquid storage device, a return line, a Steuerervorrich device, a pump and a check valve, the device in a caravan, a mobile home , a vehicle or a boat can be used, wherein liquid flows into the device via the liquid inlet, liquid flows out of the device via the liquid outlet, the liquid flowing from the liquid inlet to the liquid outlet in a flow direction, the liquid storage device being such is designed such that the inflowing liquid advances the liquid located in the liquid storage device, the heating device transferring thermal energy to the liquid, the liquid speed storage device receives a predeterminable amount of the liquid, the liquid storage device being upstream along the flow direction of the heating device, the return line forming part of a circulation circuit in which the liquid circulates, an inlet of the return line being downstream of the heating device, one of which The mouth of the return line is upstream of the liquid storage device, the pump moving the liquid in the return
  • the device according to the invention is used to heat a liquid, which is, for example, process water.
  • the heating can also be referred to as heating.
  • the device is in particular designed so that it can be used in a caravan, a mobile home, a vehicle or in a boat.
  • the Vorrich device is therefore in particular not a device such as that used in a house for providing hot water.
  • the device has a liquid inlet, via which the - alternative name: cold - liquid to be heated is supplied to the device, and a liquid outlet which, for. B. is connected to a consumption point such as a faucet or a shower, etc. and via which the heated liquid leaves the device.
  • the liquid mainly flows in one direction from the liquid inlet to the liquid outlet.
  • configurations are discussed in which the liquid partially flows in the opposite direction as part of a circulation.
  • the main direction is in the flow direction.
  • the actual heating is carried out by a heating device which generates thermal energy which is transferred to the liquid.
  • a bridging of the pre-rinsing time is given by the liquid storage device, in which a predetermined amount of the liquid is stored, and preferably at a correspondingly high temperature. If liquid is requested, i. H. If liquid is withdrawn via the liquid outlet, the liquid arrives at the liquid outlet from the liquid storage device. If, in particular, the case exists that the heating device has not yet heated the liquid, the liquid storage device already allows the removal of heated - e.g. B. at a holding temperature or operating temperature - liquid.
  • the liquid storage device is preferably designed such that the liquid is not mixed in it, but that the inflowing liquid “pushes out” the liquid already in the liquid storage device.
  • the liquid storage device of the heating device is vorgela in the flow direction.
  • liquid that flows into the device via the liquid inlet first reaches the liquid storage device and only then flows through the heating device.
  • the arrangement of the heater and liquid storage device takes z. B. Consideration of the sometimes longer pre-rinsing time of the heating device or generally the dead time that results for the heating device or may be predetermined.
  • the liquid flowing into the liquid storage device does not mix with the liquid in the liquid storage device, but rather that the incoming liquid pushes the liquid located in the liquid storage device.
  • the liquid flows in, for example, from the liquid inlet. This preferably relates to the liquid that flows into the liquid storage device.
  • the liquid storage device is therefore in particular not a tank in which the liquid can mix as desired and provide general temperature compensation.
  • the device also has a return line, that the return line forms part of a circulation circuit in which the liquid circulates, that an inlet of the return line in the direction of flow of the heating device Direction is downstream, and that an opening of the return line is upstream in the flow direction of the liquid storage device.
  • the liquid can circulate in order to receive thermal energy preferably through the heating device.
  • the circulation circuit runs through the heating device and also through the liquid storage device.
  • the return line opens in the flow direction in front of the liquid storage device. The return line overall directs the liquid downstream of the heater back to the liquid storage device.
  • the device further comprises a pump, that the pump moves the liquid in the return line, that the device further comprises at least one temperature sensor for measuring a temperature of a liquid and / or at least one flow sensor for measuring a flow of a liquid, that the device further comprises a control device and that the control device controls the pump as a function of at least one measured temperature and / or at least one measured flow.
  • the pump effects the circulation, which is controlled as a function of measured quantities of the liquid (temperature and / or flow).
  • the device also has a check valve and that the check valve ensures that the liquid in the return line only flows in one direction. This ensures that the liquid can only flow in one direction in the return line via a check valve.
  • This direction in the return line is in one embodiment in particular opposite to the direction of flow of the liquid from the liquid inlet to the liquid outlet.
  • the device according to the invention can in particular also be referred to as a water heater or, in an embodiment with water as a liquid, also as a hot water device.
  • the device according to the invention makes it possible to dispense immediately warmed up liquid from a standby mode. This takes place in particular regardless of a dead time of the heating device that is required until the heating process begins. In particular, it can be avoided that due to the dead time after the initial When the warm liquid is removed, the cold and refilled liquid reaches the liquid outlet. Above all, there is no drop in temperature.
  • the instantaneous water heater or hot water device according to the invention makes it possible to obtain a very small and light hot water heater compared to a boiler. This is of particular advantage in confined spaces, such as are often found in caravans or motorhomes.
  • the instantaneous water heater according to the invention also makes it possible to save water, since there is almost no waiting time between turning on the hot water tap and escaping warm water. Preventing the temperature drop is also much more pleasant for a consumer, for. B. in a shower process.
  • the storage volume of the liquid speed storage device and a length and a volume of the liquid lead the line on the one hand and the dead time until the heater is started (for example the pre-rinsing time) on the other hand are compared so that at the latest when liquid stored in the liquid storage device and having at least a holding temperature has been completely replaced by the flowing-in liquid and therefore to be heated, the heating device has started the process of heating the liquid. This means that no cold liquid can get to the liquid outlet and a drop in temperature at the tapping point is prevented. Attention should be paid to the design of the liquid storage device and the dimensioning of a liquid line in which the liquid from the liquid storage device z. B. is transported to the tapping point or to the heating device.
  • One embodiment is such that an outflow of liquid from the liquid outlet causes an inflow of liquid through the liquid inlet.
  • the amount of liquid withdrawn and the amount of flowing liquid are coupled to one another.
  • the amount of liquid in the device is kept constant overall. If liquid is removed, liquid is automatically refilled from the outside.
  • there is an overpressure for example, at the liquid inlet which the liquid is refilled. The overpressure is given, for example, by the line pressure of the city connection or by a submersible or pressure pump.
  • the liquid storage device is thermally insulated.
  • the liquid storage device thus stores only the liquid and a temperature loss, but also the absorption of heat is prevented by the thermal insulation.
  • the heating device has a burner for combusting an air-fuel mixture and a heat exchanger, and in that the burner undergoes a pre-purging process with air before a burning process for a predefinable pre-purging time.
  • the fuel is, for example, a combustible gas (e.g. propane or butane or a mixture thereof) or is a fuel converted to the gaseous state such as e.g. B. Diesel.
  • the heating device has an electrical heat source. With an electrical heat source, other effects can cause dead time to occur.
  • the liquid storage device is preferably upstream of the heat exchanger of the heating device.
  • the circulation circuit is located completely in the device or in a housing which closes the device from the outside.
  • the circulation circuit is partly outside a housing of the device and in one embodiment is partly formed by a pipe or line system which is connected to the device or to the housing. In one embodiment, part of the circulation circuit is thus partially moved outwards and into the surroundings of the device.
  • the device further comprises at least one temperature sensor for measuring a temperature of a liquid and / or at least one flow sensor for measuring a flow of a liquid, and that the control device as a function of at least one measured temperature and / or at least one measured flow controls the heater.
  • the heating device is controlled as a function of measured quantities of the liquid (temperature and / or flow).
  • the control relates in this case on the starting or ending of a process for generating thermal energy or, for example, also on the power of the heating device, with which different amounts of thermal energy are generated and / or transferred to the liquid.
  • One embodiment consists of the device further comprising a bypass line and a mixing valve, the bypass line for the liquid connecting the liquid inlet to the mixing valve, omitting the heating device and / or the liquid storage device, and the mixing valve in the direction of flow Walkervorrich device is downstream.
  • a bypass line is provided, which feeds the liquid which is supplied via the liquid inlet and therefore in most cases also cold to a mixing valve for use.
  • the bypass line runs past the heating device and / or the liquid storage device. There is thus preferably no thermal energy absorbed and the liquid carried in the bypass line maintains its inlet temperature.
  • the mixing valve is furthermore preferably supplied with liquid from the liquid storage device and / or liquid that has passed through the heating device.
  • the mixing valve allows the liquid heated by the heating device to be mixed down to a lower temperature by the liquid of the liquid inlet or the bypass line and to be dispensed via the liquid outlet.
  • an interface is provided, via which a target temperature of the liquid to be dispensed can be specified for the device, so that the mixing valve can be controlled appropriately.
  • the following configurations relate to the liquid storage device.
  • the liquid storage device is designed as a concentrically extending coil.
  • the liquid storage device consists of a tube with a circular diameter, for example.
  • the diameter is preferably less than the length that the liquid speed storage device has.
  • the course of the pipe coil is reminiscent of a concentrically wound garden hose. Therefore, there is only a small interaction area of the liquid itself due to the diameter.
  • a correspondingly large storage volume can be produced by the winding, but the outer one Space requirement remains low.
  • the winding takes place around an axis that runs along the earth's gravity.
  • the inflow to the liquid storage device is further along this axis at a lower point. The inflowing liquid thus acts against gravity.
  • One embodiment consists of the liquid storage device having at least two liquid connections, the liquid storage device having two liquid-carrying areas between the two liquid connections, the two liquid-carrying areas being assigned different heights along a longitudinal axis of the liquid storage device, the liquid storage device having a liquid-carrying riser area and one has liquid-carrying fall area between the two liquid connections, that the liquid-carrying riser area and the liquid-carrying fall area each extend along the longitudinal axis, and that the liquid storage device allows the liquid to flow in different directions in the fluid-carrying riser area and in the liquid-carrying fall area.
  • the aforementioned liquid storage device has the shape of the capital letter “L”.
  • the fall area and the climbing area are preferably aligned relative to the gravitational pull.
  • the liquid preferably flows in a plane.
  • the liquid is preferably moved upward against gravity.
  • the drop area - apart from a certain deflection area - essentially adjoins the riser area.
  • the liquid flows into the liquid storage device via a liquid connection serving as an input and passes through a liquid-carrying region which runs essentially at a height of a longitudinal axis of the liquid storage device. From there, the liquid passes the riser area that extends along the longitudinal axis. This is followed by the falling area, which also extends along the longitudinal axis, but in which the liquid flows in a different direction than in the rising area. The liquid then passes through a further liquid-carrying region which is at a different height along the longitudinal axis than the first-mentioned liquid-carrying region. From there, the liquid reaches the liquid connection serving as an outlet. io
  • the object is achieved by a method for heating a liquid, the liquid being passed through a liquid storage device, thermal energy being transferred to the liquid in a heating device downstream of the liquid storage device, in a flow direction of the liquid the liquid is repeatedly passed through the liquid storage device and / or through the heating device, and wherein thermal energy is transferred to the liquid until a temperature of the liquid - preferably in the liquid storage device - has exceeded a predetermined lower switching threshold.
  • the method partially serves to implement the operation of the device described above. Therefore, the designs and explanations also apply accordingly to the process, so that repetition is not required. Conversely, the method or refinements of the method provide implementation options for the device, so that the explanations for the method also apply to the device.
  • the liquid is passed several times through the liquid storage device and / or through the heating device. Circulation of the liquid is thus provided.
  • thermal energy is transferred to the liquid until a temperature of the liquid - preferably in the direction of the liquid storage device - has exceeded a predefinable lower switching threshold.
  • the liquid is thus heated until it has a certain minimum temperature. In one embodiment, this is achieved in that the liquid is passed through the heating device several times.
  • One embodiment of the method consists in that at least one preparation step extending over a dead time is carried out between requesting a heating process of the heating device and starting the heating process.
  • the dead time results, for example, from flushing out a burner.
  • One embodiment of the method provides that a temperature of the liquid is kept in a predeterminable temperature range.
  • the transfer is, for example controlled so that a lower switching threshold but not an upper switching threshold is exceeded.
  • One embodiment of the method is that the heated liquid is dispensed, preferably as a function of a user control, and that in the event that the required heating power for the dispensed liquid is below a heating power given by the heating device, a heating ge given excess of heating power is transferred to multiple times through the liquid storage device and / or liquid passed through the heating device.
  • the heating device provides more power than is required for the liquid dispensed. The resulting excess heating power is transferred to a circulating portion of the liquid. It is not the heating power provided by the heating device that is reduced, but rather a preheating of the liquid is brought about.
  • 1 is a schematic representation of a first variant of the device with a consumption point
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second variant of the device with a consumption point
  • FIG. 3 shows a schematic representation of part of a third variant of the device with a consumption point
  • FIG. 4 shows a section through a schematic representation of a first variant of a liquid storage device
  • Fig. 5 is a spatial and cut representation of a second variant of a liquid storage device and liquid Fig. 6 is a spatial representation of a third variant of a liquid storage device.
  • the device 1 shows a first variant of the device 1 for heating a liquid.
  • the liquid is, for example, process water. Therefore, the device 1 is connected here as an example via a line system 7 to a water tap as a point of consumption.
  • the device 1 has a heating device 2 for actually heating the liquid and a liquid storage device 3 for storing an amount of liquid which is dependent on the shape of the liquid storage device 3.
  • the liquid storage device 3 can in particular also be referred to as a buffer memory.
  • the liquid flows from a liquid inlet 10 to a liquid outlet 11 mainly in a flow direction F indicated here with an arrow and first through the liquid storage device 3 and then through the heating device 2.
  • a first T1 a fourth T4 and a third temperature sensor T3 and a first flow sensor V1.
  • the first temperature sensor T1 and the first flow sensor V1 detect the temperature T1 and the flow V1 of the liquid flowing in via the liquid inlet 10.
  • the value for the flow rate V1 is used here to quantify the amount of liquid flowing off via the liquid outlet 11. This is based on the fact that e.g. B. over an excess pressure at the liquid inlet 10, a loss of liquid speed in the device 1 by the flow at the liquid outlet 11 automatically leads to a reflow of the liquid through the liquid inlet 10.
  • the temperature value T 1 of the fresh liquid or here specifically of the fresh water detected by the first temperature sensor T 1 makes it possible to determine which heating power of the heating device 2 is required in order to heat the liquid to a predetermined value.
  • the fourth temperature sensor T4 between the liquid storage device 3 and the heating device 2 detects the temperature T4 of the liquid that flows from the liquid storage device. Chervvorides 3 flows and which may need to be heated by the heating device 2. This temperature T4 is preferably also used to control the heating process by the heating device 2.
  • the third temperature sensor T3 is located upstream of the liquid outlet 11 and therefore measures the temperature value T3 of the heated liquid and the device 1 via the liquid outlet 11 leaving the liquid. In one configuration, this value T3 serves to regulate the behavior of the heating device 2 and the circulation of the liquid in the device 1 described below.
  • the heater 2 itself has a burner 20 which burns an air-fuel mixture and thereby thermal energy z.
  • B. gives off the flue gas, and a heat exchanger 21 which transfers the thermal energy generated by the burner 20 to the liquid.
  • Vorrich runs a return line 4, in which the liquid is returned against the direction of flow F. Overall, a circulation circle is formed.
  • the circulation circuit in particular runs completely within the housing 6 of the device 1. Therefore, the circulation circuit shown here in FIG. 1 can also be referred to as a “small circle”.
  • the inlet 40 of the return line 4 is located downstream of the heating device 2 and in front of the liquid outlet 11, so that heated liquid flows back.
  • the mouth 41 of the return line 4 is located upstream of the liquid storage device 3.
  • the return line 4 is assigned a second flow sensor V2, a second temperature sensor T2, a pump 42 and a check valve 43.
  • the temperature T2 determined by the second temperature sensor T2 is the temperature of the returned liquid.
  • the second flow sensor V2 determines the associated flow value V2.
  • the measured values of the two sensors T2, V2 can be used to describe the properties of the liquid returned in the return line 4. This in turn serves to control the heating device 2 and the pump 42 Pump 42 moves the liquid through the return line 4 and it can also be specified how much liquid is returned.
  • the check valve 43 ensures that only liquid is returned and that liquid does not vice versa from the liquid speed inlet 10 bypassing the heating device 2 or the liquid storage device 3 to the liquid outlet 1 1.
  • the first T 1, the second T2, the third T3 and the fourth temperature sensor T2 as well as the first V1 and the second flow sensor V2 are connected to a control device 5 - in the variant shown here wirelessly - in order to determine their respective measured values T1, T2,
  • control device 5 controls the heating device 2 and the pump 42.
  • the device 1 is switched on, for example, via a main switch (not shown here), so that the preparation for the standby mode can take place.
  • the device 1 is already filled with the liquid which is guided by the pump 42 - for example in the form of a circulation pump - through the small circle of the circulation circuit. This allows the liquid - e.g. B. by running several times through the circulation circuit - to warm.
  • the second temperature sensor T2 measures the temperature T2 of the circulating liquid, which is usually below a lower switching threshold of the heating device 2 (for example 45 ° C.) when the device 1 is switched on as described here.
  • the burner 20 of the heating device 2 is correspondingly switched on by the control device 5, as a result of which the liquid circulating in the circuit is heated. If the second temperature If T2 has an upper switching threshold (e.g. 55 ° C), the burner 20 is switched off again. If there is only a small amount of circulating liquid due to the geometry, the heating is reduced to a short period of time when the heating device 2, which is designed as a continuous-flow heater (for example 16 kW), has a high output.
  • a lower switching threshold of the heating device 2 for example 45 ° C.
  • the pump 42 also moves the liquid for a certain time after the heating device 2 has been switched off in order to equalize the temperature in the circuit.
  • the liquid in the liquid storage device 3 has a predetermined operating temperature range and the liquid storage device 3 itself is, so to speak, “charged”. In one embodiment, the device 1 goes into a standby mode.
  • the temperature is preferably kept rich in an operating temperature range. For example, if the liquid temperature falls below the lower switching threshold, the burner 20 is started. Conversely, if the liquid temperature exceeds the upper switching threshold, the burner 20 is switched off. Only a very simple two-point control is described here as an example.
  • a consumption point here the hot water tap
  • liquid flows out of the liquid outlet 11. Due to an overpressure at the device inlet, for example given here, which is given here by the liquid inlet 11, cold liquid, ie here water in the example, flows into the device 1.
  • cold liquid ie here water in the example
  • the z. B. is designed as a volume flow sensor, it is recognized that water is removed or flows to. In addition, the amount of liquid refilled is recorded quantitatively.
  • the first temperature sensor T1 measures the temperature of the fresh water and the second temperature tursensor T2 the temperature in the return line 4 or in the small circle formed with it.
  • the third temperature sensor T3 measures the temperature of the liquid at the device outlet or in front of the liquid outlet 11.
  • the control device 5 determines a heat requirement from the respective measurement data and initiates a burner start of the burner 20. There may be a delay as a dead time between the switch-on signal and the burning mode, which can be a few seconds depending on the relevant standard.
  • the volume and the length of the buffer loop 3 or the pipeline closing on the buffer loop 3 are preferably dimensioned such that the stored amount of water is sufficient to completely bridge the start time of the burner 20 (dead time here, for example, 15 seconds) .
  • the burner 20 heats the inflowing water to a predetermined control temperature (e.g. 50 ° C.).
  • a predetermined control temperature e.g. 50 ° C.
  • the end of the tap is caused by a user or consumer by closing the hot water tap.
  • the first volume flow sensor V1 in the device device 1 now recognizes that water is no longer flowing and that there is no current demand for hot water.
  • the control device 5 then starts the circulating pump 42 in order to enable circulation in the small circle shown here. Since there is still cold water in the buffer loop 3 from the previous tap operation, the temperature T2 measured by the second temperature sensor T2 in a small circle will generally be below the lower temperature limit for starting the burner 20.
  • the circulation pump 42 remains active for a while in order to equalize the temperature in the circuit. Overall, the liquid storage device 3 is recharged and the device 1 in standby mode.
  • the control temperature is, for example, the temperature of the liquid at the liquid speed output 1 1, which is controlled in the tap mode.
  • the dead time is the time between the switch-on signal of the heating device 2 and the actual heat emission to the liquid, here via the heat exchanger 21. The dead time is justified by e.g. B. Before flushing the combustion path, system checks of the control, switching times of the gas valve, ignition times, testing of electronic components etc.
  • the buffer loop 3 is cold after the tap operation and must first be completely “charged” again.
  • the circulation pump 42 is not switched on only after the tap operation, but rather already after the burner has started.
  • the maximum circulation quantity (m 2 ) depends on whether the burner 20 has enough power reserves to additionally provide the colder water in the circuit of the device 1, and - as explained below - in particular on the maximum burner output Q B. These power reserves are in addition to the burner power that is required to provide hot water at the liquid outlet 1 1.
  • the heat flows are:
  • the heat sinks are the cold fresh water, the components involved in the circuit of the device 1 and the buffer loop 3.
  • the maximum circulation volume m 2 is calculated as follows:
  • a hot water consumer e.g. shower
  • the buffer loop 3 is used to smooth fluctuations in temperature at the liquid outlet 11.
  • the water stored in the buffer loop 3 acts here as a heat capacity.
  • the circulation pump 42 is switched on in the tap mode.
  • the circulation pump 42 is briefly switched on in standby mode at certain intervals (intervals) in order to enable an improved temperature measurement of the water in the system.
  • the design of the device 1 in FIG. 2 differs from the design in FIG. 1 in the type of circulation circuit. Since all other components remain the same, they are not described again here.
  • the circulation circuit is here partially outside the housing 6 and is in particular also formed by the external line system 7 to which the lines of the device 1 are connected.
  • the input 40 of the return line 4 and the liquid outlet 11 coincide in particular.
  • the return line 4 runs outside the housing 6.
  • the circulation circuit can therefore also be referred to as a “large circle” in the embodiment shown because of its extension.
  • the above configurations in connection with the small circle of the Vari ante of FIG. 1 can be transferred accordingly to the device 1 with a large circle.
  • Fig. 3 shows for clarity only a section of the device 1 and is here in comparison with the embodiment of Fig. 1 - so with the small circle - be written. Only the differences between the configurations are explained.
  • a mixing valve 80 downstream of the heating device 2 and here also downstream of the small circulation circuit (thus downstream of the inlet 40 of the return line 4).
  • a bypass line 8 begins upstream of the mouth 41 of the return line 4 and leads the liquid coming from the liquid inlet 10 past the heating device 2 and the liquid storage device 3 to the mixing valve 80, so that cold liquid is available at the mixing valve 80 for mixing.
  • the mixing valve 80 is set to 50 ° C., for example.
  • the mixing valve 80 could set the temperature in the small circuit somewhat higher, or larger temperature overshoots could be permitted (e.g. 60 ° C).
  • the mixing valve 80 allows the outlet temperature to be limited to the aforementioned 50 ° C., for example.
  • the third temperature sensor T3 is arranged downstream of the mixing valve 80 and can therefore also be used to control the mixing process.
  • liquid storage device 3 Many geometries are conceivable for the liquid storage device 3. Suitable are those which enable the best possible separation between the stored warm water and the cold water flowing in.
  • FIG. 4 it is a kind of (wound) hose. Due to the large length in relation to the cross-sectional area, there is only very little mixing here.
  • Such a concentrically wound tube is shown in FIG. 4. As can be seen, the diameter is small compared to the longitudinal extent of the liquid storage device 3.
  • the mixing generally increases.
  • the liquid flows through the lower liquid connection 31 serving here as an input. From there, the liquid flows in the lower liquid-carrying region 33, which here extends over a height region along the longitudinal axis 30. A height can thus essentially be assigned to the area 33 carrying the liquid. Here corresponds - as shown here - the longitudinal axis 30 of the direction of gravity. The liquid moves in the rising region 35 against the gravitational pull of the earth in order to flow down into the falling region 36 at the upper tip. From there, the liquid moves in the upper liquid-carrying region 34 to the liquid connection 32, which functions here as an outlet.
  • the path of the liquid is intended to prevent the cold inflowing liquid from mixing with the warm liquid already in the liquid storage device 3.
  • the design of the flow channels together results in a shape in the manner of the capital letter “L”.
  • liquid connections 31, 32 which - as indicated by the arrows - serve as an inlet or outlet for the liquid, here four layers, each of which is one height long are assigned to the longitudinal axis 30.
  • the liquid passes through the meandering layers, which are arranged one above the other and each separated by partitions.
  • the partitions are sufficiently distant from one side wall, so that there is a gap for the liquid to rise into the next higher layer.

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Abstract

The invention relates to a device (1) for heating a liquid. The liquid flows from a liquid inlet (10) to a liquid outlet (11) in a flow direction (F) and pushes forward the liquid located in a liquid storage device (2). A heating device (2) transfers thermal energy to the liquid. The liquid storage device (3) receives a specifiable amount of the liquid and is arranged upstream of the heating device (2) in the flow direction (F). A return line (4) forms part of a circulation circuit, an inlet (40) being arranged downstream of the heating device (2) and a mouth (41) being arranged upstream of the liquid storage device (3). A pump (42) moves the liquid, and a check valve (43) lets the liquid in the return line (4) flow only in one direction. A control device (5) controls the pump (42) in dependence of a temperature and/or a flow rate. The invention further relates to a method for heating a liquid.

Description

Vorrichtung zum Erwärmen einer Flüssigkeit sowie entsprechendes Verfahren Device for heating a liquid and corresponding method
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen einer Flüssigkeit. Die Vorrichtung ist beispielsweise als Durchlauferhitzer, Boiler, Kombitherme oder allgemein als Heizgerät ausgelegt. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Er wärmen einer Flüssigkeit. The present invention relates to a device for heating a liquid. The device is designed, for example, as a water heater, boiler, combination heater or generally as a heater. Furthermore, the invention relates to a method for heating a liquid.
Aus dem Stand der Technik bekannte Gas-Durchlauferhitzer bestehen im einfachsten Fall aus einem Brenner mit Gebläse und Gasventil sowie aus einem Rauchgas-Wasser- Wärmetauscher. Im Durchlauferhitzer befindet sich ein Volumenstromsensor, durch den erkannt wird, wann eine Verbrauchsstelle, z. B. ein Warmwasserhahn geöffnet und Warmwasser benötigt wird. Das Volumenstromsignal löst den Brennerstart aus. Die Ver wendung von entsprechenden Sensoren offenbart beispielsweise die DE 20 2008 005 015 U1. In the simplest case, gas instantaneous water heaters known from the prior art consist of a burner with fan and gas valve and of a flue gas / water heat exchanger. In the instantaneous water heater there is a volume flow sensor, through which it is recognized when a consumption point, e.g. B. a hot water tap is open and hot water is required. The volume flow signal triggers the burner to start. The use of corresponding sensors discloses, for example, DE 20 2008 005 015 U1.
Gasbetriebene Durchlauferhitzer werden überwiegend bei der dezentralen Bereitstellung von Warmwasser (Brauchwasser) in Wohngebäuden eingesetzt. Die Vorteile sind die so fortige und quasi unbegrenzte Verfügbarkeit von Warmwasser und der geringe Bauraum gegenüber einem Wasserboiler. Gas-operated instantaneous water heaters are mainly used for the decentralized provision of hot water (domestic water) in residential buildings. The advantages are the constant and almost unlimited availability of hot water and the small installation space compared to a water boiler.
Beim Einbau in Wohngebäuden erfolgt der Abgasanschluss direkt an den hauseigenen Schornstein. In diesem Fall kann der Brenner sofort oder nach einer sehr kurzer Vorspül zeit starten. Als Vorspülzeit wird die Zeit bezeichnet, in der das Verbrennungsluftgebläse aktiv ist, um die Brennkammer mit Frischluft zu spülen. Durch das Spülen kann vermieden werden, dass es zu ungewollten Verpuffungen beim Brennerstart kommt. Durch die kurze Verzögerungszeit zwischen Warmwasseranforderung und Brennerstart vergehen in der Regel nur wenige Sekunden (sog. Totzeit), bis das Warmwasser z. B. dem Wasserhahn als Verbrauchsstelle zur Verfügung steht. When installing in residential buildings, the flue gas connection is made directly to the in-house chimney. In this case the burner can start immediately or after a very short pre-purge time. The pre-purge time is the time during which the combustion air fan is active in order to purge the combustion chamber with fresh air. Flushing can prevent accidental deflagrations when the burner is started. Due to the short delay between hot water request and burner start, it usually only takes a few seconds (so-called dead time) until the hot water reaches z. B. the tap is available as a point of consumption.
Um beispielsweise bei längeren Wasserleitungen zwischen dem Brenner und den einzel nen Verbrauchsstellen, wie sie in Wohngebäuden durchaus auftreten können, eine kurze Totzeit zu bewirken, sind im Stand der Technik Zirkulationsleitungen bekannt. Dabei sind möglichst nahe an der Verbrauchsstelle Wasserspeicher vorgesehen, die teilweise auch als Wärmetauscher fungieren, siehe z. B. DE 28 51 169 C2, DE 10 2004 018 034 B4, DE 10 2012 024 578 A1 , DE 10 2014 108 147 A1 , EP 2 503 252 A2 oder EP 2 762 789 A1. Zu nennen sind beispielsweise auch die DE 298650 A oder die CH 232072 A. In order to cause a short dead time, for example in the case of longer water pipes between the burner and the individual consumption points, as can occur in residential buildings, circulation pipes are known in the prior art. Here, water storage is provided as close as possible to the point of use, some of which also function as heat exchangers, see e.g. B. DE 28 51 169 C2, DE 10 2004 018 034 B4, DE 10 2012 024 578 A1, DE 10 2014 108 147 A1, EP 2 503 252 A2 or EP 2 762 789 A1. Examples include DE 298650 A or CH 232072 A.
Dabei ist es beispielsweise auch bekannt, zusätzlich zu einer Wasserverbrauchsstelle ei ne Raumheizung in ein System einzubinden, siehe z. B. US 5,076,494. Dies ist eine sog. Kombitherme. It is also known, for example, to integrate egg ne space heating in a system in addition to a water consumption point, see e.g. B. US 5,076,494. This is a so-called combination term.
Die vorgenannten Rahmenbedingungen und Möglichkeiten ändern sich für den Fall, dass beispielsweise ein Durchlauferhitzer oder eine Kombitherme in einem Reisemobil oder Wohnwagen integriert werden soll. Durch unterschiedliche Normen und durch die deutlich unterschiedlichen Einbaugegebenheiten sind teilweise deutlich längere Vorspülzeiten (z. B. 15 Sekunden) erforderlich. Eine solche Vorspülzeit bedeutet, dass ab dem Öffnen des Warmwasserhahns (als dem Einschaltsignal) für die vorgenannten 15 Sekunden kein Warmwasser zur Verfügung steht, aber systembedingt für 15 Sekunden das Wasser läuft. Die Wasserverschwendung ist aufgrund des begrenzten Frischwasservorrates in einem Wohnmobil oder einem Wohnwagen und auch im Hinblick auf Ökologie und Ökonomie nicht akzeptabel. The above-mentioned framework conditions and possibilities change in the event that, for example, a water heater or a combination heater is to be integrated in a motorhome or caravan. Due to different standards and the significantly different installation conditions, significantly longer pre-rinsing times (e.g. 15 seconds) are sometimes required. Such a pre-rinse time means that from the opening of the hot water tap (as the switch-on signal) no hot water is available for the aforementioned 15 seconds, but the system runs for 15 seconds due to the system. The waste of water is not acceptable due to the limited fresh water supply in a mobile home or caravan and also in terms of ecology and economy.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erwärmen einer Flüssig keit vorzugschlagen, die unter Einhaltung der jeweils vorgeschriebenen Vorspülzeit oder einer anderen systembedingten Verzögerung bis zum Brennerstart möglichst schnell warmes Wasser bereitstellen kann. The invention has for its object to propose a device for heating a liquid speed, which can provide hot water as quickly as possible while observing the prescribed pre-rinsing time or another system-related delay until the burner starts.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Erwärmen einer Flüssigkeit, mit einem Flüssigkeitseingang, einem Flüssigkeitsausgang, einer Heizvorrich tung, einer Flüssigkeitsspeichervorrichtung, einer Rückführleitung, einer Steuervorrich tung, einer Pumpe und einem Rückschlagventil, wobei die Vorrichtung in einem Wohnwa gen, einem Wohnmobil, einem Fahrzeug oder einem Boot verwendbar ist, wobei über den Flüssigkeitseingang Flüssigkeit in die Vorrichtung einströmt, wobei über den Flüssigkeits ausgang Flüssigkeit aus der Vorrichtung ausströmt, wobei die Flüssigkeit von dem Flüs sigkeitseingang zu dem Flüssigkeitsausgang in einer Fließrichtung strömt, wobei die Flüs sigkeitsspeichervorrichtung derartig ausgestaltet ist, dass die einströmende Flüssigkeit die in der Flüssigkeitsspeichervorrichtung befindliche Flüssigkeit voranschiebt, wobei die Heizvorrichtung thermische Energie auf die Flüssigkeit überträgt, wobei die Flüssig- keitsspeichervorrichtung eine vorgebbare Menge der Flüssigkeit aufnimmt, wobei die Flüssigkeitsspeichervorrichtung entlang der Fließrichtung der Heizvorrichtung vorgelagert ist, wobei die Rückführleitung einen Teil eines Zirkulationskreises bildet, in dem die Flüs sigkeit zirkuliert, wobei ein Eingang der Rückführleitung in Fließrichtung der Heizvorrich tung nachgelagert ist, wobei eine Mündung der Rückführleitung in Fließrichtung der Flüs sigkeitsspeichervorrichtung vorgelagert ist, wobei die Pumpe die Flüssigkeit in der Rück führleitung bewegt, wobei das Rückschlagventil dafür sorgt, dass die Flüssigkeit in der Rückführleitung nur in eine Richtung strömt, wobei die Vorrichtung ferner mindestens ei nen Temperatursensor zur Messung einer Temperatur einer Flüssigkeit und/oder mindes tens einen Durchflusssensor zur Messung eines Durchflusses einer Flüssigkeit aufweist, und wobei die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von mindestens einer gemessenen Temperatur und/oder von mindestens einem gemessenen Durchfluss die Pumpe steuert. The object is achieved by a device for heating a liquid, with a liquid inlet, a liquid outlet, a Heizvorrich device, a liquid storage device, a return line, a Steuerervorrich device, a pump and a check valve, the device in a caravan, a mobile home , a vehicle or a boat can be used, wherein liquid flows into the device via the liquid inlet, liquid flows out of the device via the liquid outlet, the liquid flowing from the liquid inlet to the liquid outlet in a flow direction, the liquid storage device being such is designed such that the inflowing liquid advances the liquid located in the liquid storage device, the heating device transferring thermal energy to the liquid, the liquid speed storage device receives a predeterminable amount of the liquid, the liquid storage device being upstream along the flow direction of the heating device, the return line forming part of a circulation circuit in which the liquid circulates, an inlet of the return line being downstream of the heating device, one of which The mouth of the return line is upstream of the liquid storage device, the pump moving the liquid in the return line, the check valve ensuring that the liquid in the return line only flows in one direction, the device further comprising at least one temperature sensor for measurement a temperature of a liquid and / or at least one flow sensor for measuring a flow of a liquid, and wherein the control device as a function of at least one measured temperature and / or at least one measured flow controls the pump.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dem Erwärmen einer Flüssigkeit, wobei es sich beispielsweise um Brauchwasser handelt. Das Erwärmen kann dabei auch als Erhitzen bezeichnet werden. The device according to the invention is used to heat a liquid, which is, for example, process water. The heating can also be referred to as heating.
Die Vorrichtung ist insbesondere so ausgeführt, dass sie die Anwendung in einem Wohn wagen, einem Wohnmobil, einem Fahrzeug oder in einem Boot erlaubt. Bei der Vorrich tung handelt es sich somit insbesondere nicht um eine Vorrichtung, wie sie in einem Haus zur Bereitstellung von warmem Wasser verwendet wird. The device is in particular designed so that it can be used in a caravan, a mobile home, a vehicle or in a boat. The Vorrich device is therefore in particular not a device such as that used in a house for providing hot water.
Die Vorrichtung verfügt über einen Flüssigkeitseingang, über den zu erwärmende - alter native Bezeichnung: kalte - Flüssigkeit der Vorrichtung zugeführt wird, und über einen Flüssigkeitsausgang, der z. B. mit einer Verbrauchsstelle wie einem Wasserhahn oder einer Dusche usw. verbunden wird und über den die erwärmte Flüssigkeit die Vorrichtung verlässt. The device has a liquid inlet, via which the - alternative name: cold - liquid to be heated is supplied to the device, and a liquid outlet which, for. B. is connected to a consumption point such as a faucet or a shower, etc. and via which the heated liquid leaves the device.
Die Flüssigkeit strömt vor allem in einer Fließrichtung vom Flüssigkeitseingang zum Flüs sigkeitsausgang. Im Folgenden werden Ausgestaltungen besprochen, bei denen die Flüs sigkeit teilweise in die entgegengesetzte Richtung als Teil einer Zirkulation strömt. Die Hauptrichtung verläuft jedoch in der Fließrichtung. Der eigentlichen Erwärmung dient eine Heizvorrichtung, die entsprechend thermische Energie erzeugt, die auf die Flüssigkeit übertragen wird. The liquid mainly flows in one direction from the liquid inlet to the liquid outlet. In the following, configurations are discussed in which the liquid partially flows in the opposite direction as part of a circulation. However, the main direction is in the flow direction. The actual heating is carried out by a heating device which generates thermal energy which is transferred to the liquid.
Eine Überbrückung der Vorspülzeit ist gegeben durch die Flüssigkeitsspeichervorrichtung, in welcher eine vorgegebene Menge der Flüssigkeit und vorzugsweise mit einer entspre chend hohen Temperatur gespeichert wird. Wird somit Flüssigkeit angefordert, d. h. wird Flüssigkeit über den Flüssigkeitsausgang entnommen, so gelangt die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsspeichervorrichtung an den Flüssigkeitsausgang. Ist insbesondere der Fall gegeben, dass die Heizvorrichtung noch nicht die Flüssigkeit erwärmt, so erlaubt die Flüssigkeitsspeichervorrichtung bereits die Entnahme von erwärmten - z. B. auf einer Haltetemperatur oder Betriebstemperatur gehaltenen - Flüssigkeit. Die Flüssigkeitsspei chervorrichtung ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Flüssigkeit nicht in ihr ver mischt wird, sondern dass die nachströmende Flüssigkeit die bereits in der Flüssig keitsspeichervorrichtung befindliche Flüssigkeit„herausschiebt“. A bridging of the pre-rinsing time is given by the liquid storage device, in which a predetermined amount of the liquid is stored, and preferably at a correspondingly high temperature. If liquid is requested, i. H. If liquid is withdrawn via the liquid outlet, the liquid arrives at the liquid outlet from the liquid storage device. If, in particular, the case exists that the heating device has not yet heated the liquid, the liquid storage device already allows the removal of heated - e.g. B. at a holding temperature or operating temperature - liquid. The liquid storage device is preferably designed such that the liquid is not mixed in it, but that the inflowing liquid “pushes out” the liquid already in the liquid storage device.
Dabei ist in Fließrichtung die Flüssigkeitsspeichervorrichtung der Heizvorrichtung vorgela gert. Somit gelangt Flüssigkeit, die über den Flüssigkeitseingang in die Vorrichtung strömt, zunächst in die Flüssigkeitsspeichervorrichtung und durchströmt dann erst die Heizvorrichtung. Die Anordnung von Heizvorrichtung und Flüssigkeitsspeichervorrichtung nimmt z. B. Rücksicht auf die teilweise längere Vorspülzeit der Heizvorrichtung oder all gemein die Totzeit, die sich für die Heizvorrichtung ergibt bzw. ggf. vorgegeben ist. The liquid storage device of the heating device is vorgela in the flow direction. Thus, liquid that flows into the device via the liquid inlet first reaches the liquid storage device and only then flows through the heating device. The arrangement of the heater and liquid storage device takes z. B. Consideration of the sometimes longer pre-rinsing time of the heating device or generally the dead time that results for the heating device or may be predetermined.
Dabei ist sichergestellt, dass sich die in die Flüssigkeitsspeichervorrichtung einströmende Flüssigkeit nicht mit der in der Flüssigkeitsspeichervorrichtung befindlichen Flüssigkeit vermischt, sondern dass die einströmende Flüssigkeit die in der Flüssigkeitsspeichervor richtung befindliche Flüssigkeit voranschiebt. Die Flüssigkeit strömt beispielsweise von dem Flüssigkeitseingang aus ein. Vorzugsweise bezieht sich dies auf die Flüssigkeit, die in die Flüssigkeitsspeichervorrichtung einströmt. Bei der Flüssigkeitsspeichervorrichtung handelt es sich somit insbesondere nicht um einen Tank, in welchem sich die Flüssigkeit beliebig vermischen und für einen allgemeinen Temperaturausgleich sorgen kann. This ensures that the liquid flowing into the liquid storage device does not mix with the liquid in the liquid storage device, but rather that the incoming liquid pushes the liquid located in the liquid storage device. The liquid flows in, for example, from the liquid inlet. This preferably relates to the liquid that flows into the liquid storage device. The liquid storage device is therefore in particular not a tank in which the liquid can mix as desired and provide general temperature compensation.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ferner eine Rückführleitung auf weist, dass die Rückführleitung einen Teil eines Zirkulationskreises bildet, in dem die Flüssigkeit zirkuliert, dass ein Eingang der Rückführleitung in Fließrichtung der Heizvor- richtung nachgelagert ist, und dass eine Mündung der Rückführleitung in Fließrichtung der Flüssigkeitsspeichervorrichtung vorgelagert ist. Es ist vorgesehen, dass die Flüssigkeit zirkulieren kann, um dabei vorzugsweise durch die Heizvorrichtung thermische Energie zu erhalten. Je nach Ausgestaltung verläuft der Zirkulationskreis durch die Heizvorrichtung hindurch und auch durch die Flüssigkeitsspeichervorrichtung. Entsprechend mündet die Rückführleitung in Fließrichtung vor der Flüssigkeitsspeichervorrichtung. Die Rückführlei tung führt insgesamt die Flüssigkeit stromab von der Heizvorrichtung zurück vor die Flüs sigkeitsspeichervorrichtung. According to the invention, it is provided that the device also has a return line, that the return line forms part of a circulation circuit in which the liquid circulates, that an inlet of the return line in the direction of flow of the heating device Direction is downstream, and that an opening of the return line is upstream in the flow direction of the liquid storage device. It is envisaged that the liquid can circulate in order to receive thermal energy preferably through the heating device. Depending on the design, the circulation circuit runs through the heating device and also through the liquid storage device. Correspondingly, the return line opens in the flow direction in front of the liquid storage device. The return line overall directs the liquid downstream of the heater back to the liquid storage device.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ferner eine Pumpe aufweist, dass die Pumpe die Flüssigkeit in der Rückführleitung bewegt, dass die Vorrichtung ferner min destens einen Temperatursensor zur Messung einer Temperatur einer Flüssigkeit und/oder mindestens einen Durchflusssensor zur Messung eines Durchflusses einer Flüssigkeit aufweist, dass die Vorrichtung ferner eine Steuervorrichtung aufweist, und dass die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von mindestens einer gemessenen Tempera tur und/oder von mindestens einem gemessenen Durchfluss die Pumpe steuert. Die Pumpe bewirkt die Zirkulation, die in Abhängigkeit von gemessenen Größen der Flüssig keit (Temperatur und/oder Durchfluss) gesteuert wird. According to the invention, it is provided that the device further comprises a pump, that the pump moves the liquid in the return line, that the device further comprises at least one temperature sensor for measuring a temperature of a liquid and / or at least one flow sensor for measuring a flow of a liquid, that the device further comprises a control device and that the control device controls the pump as a function of at least one measured temperature and / or at least one measured flow. The pump effects the circulation, which is controlled as a function of measured quantities of the liquid (temperature and / or flow).
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ferner ein Rückschlagventil auf weist, und dass das Rückschlagventil dafür sorgt, dass die Flüssigkeit in der Rückführlei tung nur in eine Richtung strömt. Somit wird sichergestellt, dass über ein Rückschlagventil die Flüssigkeit nur in einer Richtung in der Rückführleitung fließen kann. Diese Richtung in der Rückführleitung ist in einer Ausgestaltung insbesondere entgegengesetzt zur Fließ richtung der Flüssigkeit vom Flüssigkeitseingang zum Flüssigkeitsausgang. According to the invention, it is provided that the device also has a check valve and that the check valve ensures that the liquid in the return line only flows in one direction. This ensures that the liquid can only flow in one direction in the return line via a check valve. This direction in the return line is in one embodiment in particular opposite to the direction of flow of the liquid from the liquid inlet to the liquid outlet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere auch als Durchlauferhitzer oder in einer Ausgestaltung mit Wasser als Flüssigkeit auch als Warmwassergerät bezeichnet werden. The device according to the invention can in particular also be referred to as a water heater or, in an embodiment with water as a liquid, also as a hot water device.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, aus einem Standby-Betrieb heraus im We sentlichen sofort erwärmte Flüssigkeit abzugeben. Dies erfolgt insbesondere unabhängig von einer Totzeit der Heizvorrichtung, die erforderlich ist, bis der Heizprozess beginnt. Insbesondere kann vermieden werden, dass bedingt durch die Totzeit nach der anfängli- chen Entnahme der warmen Flüssigkeit die kalte und nachgeflossene Flüssigkeit an den Flüssigkeitsausgang gelangt. Es tritt somit vor allem kein Temperatureinbruch auf. The device according to the invention makes it possible to dispense immediately warmed up liquid from a standby mode. This takes place in particular regardless of a dead time of the heating device that is required until the heating process begins. In particular, it can be avoided that due to the dead time after the initial When the warm liquid is removed, the cold and refilled liquid reaches the liquid outlet. Above all, there is no drop in temperature.
Durch den erfindungsgemäßen Durchlauferhitzer bzw. das Warmwassergerät wird es möglich, einen im Vergleich zu einem Boiler sehr kleinen und leichten Warmwasserberei ter zu erhalten. Dies ist besonders in beengten Einbauräumen, wie sie in Caravans oder Reisemobilen häufig anzutreffen sind, von erheblichem Vorteil. The instantaneous water heater or hot water device according to the invention makes it possible to obtain a very small and light hot water heater compared to a boiler. This is of particular advantage in confined spaces, such as are often found in caravans or motorhomes.
Durch den erfindungsgemäßen Durchlauferhitzer ist es überdies möglich, Wasser zu spa ren, da zwischen dem Aufdrehen des Warmwasserhahns und dem Austreten von war mem Wasser nahezu keine Wartezeit entsteht. Das Verhindern des Temperatureinbruchs ist überdies für einen Verbraucher deutlich angenehmer, z. B. bei einem Duschvorgang. The instantaneous water heater according to the invention also makes it possible to save water, since there is almost no waiting time between turning on the hot water tap and escaping warm water. Preventing the temperature drop is also much more pleasant for a consumer, for. B. in a shower process.
Dabei sind in einer Ausgestaltung vorzugsweise das Speichervolumen der Flüssig keitsspeichervorrichtung und eine Länge sowie ein Volumen einer die Flüssigkeit führen den Leitung einerseits und die Totzeit bis zum Starten der Heizvorrichtung (also bei spielsweise die Vorspülzeit) andererseits so miteinander abgeglichen, dass spätestens dann, wenn die in der Flüssigkeitsspeichervorrichtung gespeicherte und mindestens über eine Haltetemperatur verfügende Flüssigkeit vollständig durch die nachströmende und daher zu erwärmende Flüssigkeit ersetzt worden ist, die Heizvorrichtung den Vorgang des Erwärmens der Flüssigkeit begonnen hat. Somit kann keine kalte Flüssigkeit zum Flüssig keitsausgang gelangen und ein Temperatureinbruch an der Entnahmestelle wird verhin dert. Zu beachten sind dabei die Ausführung der Flüssigkeitsspeichervorrichtung sowie die Dimensionierung einer Flüssigkeitsleitung, in der die Flüssigkeit von der Flüssig keitsspeichervorrichtung z. B. zu der Entnahmestelle oder auch zu der Heizvorrichtung transportiert wird. In one embodiment, the storage volume of the liquid speed storage device and a length and a volume of the liquid lead the line on the one hand and the dead time until the heater is started (for example the pre-rinsing time) on the other hand are compared so that at the latest when liquid stored in the liquid storage device and having at least a holding temperature has been completely replaced by the flowing-in liquid and therefore to be heated, the heating device has started the process of heating the liquid. This means that no cold liquid can get to the liquid outlet and a drop in temperature at the tapping point is prevented. Attention should be paid to the design of the liquid storage device and the dimensioning of a liquid line in which the liquid from the liquid storage device z. B. is transported to the tapping point or to the heating device.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass ein Ausströmen von Flüssigkeit aus dem Flüssig keitsausgang ein Einströmen von Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang bewirkt. Dabei sind in einer Ausgestaltung die Menge der entnommenen Flüssigkeit und die Menge der nachströmenden Flüssigkeit miteinander gekoppelt. In einer damit einhergehenden Aus gestaltung wird die Flüssigkeitsmenge in der Vorrichtung insgesamt konstant gehalten. Wird Flüssigkeit entnommen, so wird automatisch Flüssigkeit von außen nachgefüllt. In einer Ausgestaltung besteht beispielsweise am Flüssigkeitseingang ein Überdruck, durch den die Flüssigkeit nachgefüllt wird. Der Überdruck ist beispielsweise durch den Leitungs druck des City-Anschlusses oder durch eine Tauch- oder Druckpumpe gegeben. One embodiment is such that an outflow of liquid from the liquid outlet causes an inflow of liquid through the liquid inlet. In one embodiment, the amount of liquid withdrawn and the amount of flowing liquid are coupled to one another. In a concomitant design, the amount of liquid in the device is kept constant overall. If liquid is removed, liquid is automatically refilled from the outside. In one embodiment, there is an overpressure, for example, at the liquid inlet which the liquid is refilled. The overpressure is given, for example, by the line pressure of the city connection or by a submersible or pressure pump.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Flüssigkeitsspeichervorrichtung thermisch isoliert ist. Die Flüssigkeitsspeichervorrichtung speichert somit nur die Flüssigkeit und ein Tempe raturverlust, aber auch eine Aufnahme von Wärme wird durch die thermische Isolation verhindert. One embodiment provides that the liquid storage device is thermally insulated. The liquid storage device thus stores only the liquid and a temperature loss, but also the absorption of heat is prevented by the thermal insulation.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Heizvorrichtung einen Brenner zum Verbren nen eines Luft-Brennstoff-Gemischs und einen Wärmetauscher aufweist, und dass der Brenner vor einem Brennvorgang für eine vorgebbare Vorspülzeit einen Vorspülvorgang mit Luft erfährt. Der Brennstoff ist beispielsweise ein brennbares Gas (z. B. Propan oder Butan oder eine Mischung davon) oder ist ein in den gasförmigen Zustand umgewandelter Brennstoff wie z. B. Diesel. Alternativ oder ergänzend verfügt die Heizvorrichtung über eine elektrische Wärmequelle. Bei einer elektrischen Wärmequelle können andere Effekte dazu führen, dass eine Totzeit auftritt. Die Flüssigkeitsspeichervorrichtung ist bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise dem Wärmetauscher der Heizvorrichtung vorgelagert. One embodiment consists in that the heating device has a burner for combusting an air-fuel mixture and a heat exchanger, and in that the burner undergoes a pre-purging process with air before a burning process for a predefinable pre-purging time. The fuel is, for example, a combustible gas (e.g. propane or butane or a mixture thereof) or is a fuel converted to the gaseous state such as e.g. B. Diesel. Alternatively or in addition, the heating device has an electrical heat source. With an electrical heat source, other effects can cause dead time to occur. In this embodiment, the liquid storage device is preferably upstream of the heat exchanger of the heating device.
In einer Ausgestaltung befindet sich der Zirkulationskreis vollständig in der Vorrichtung bzw. in einem Gehäuse, das die Vorrichtung nach außen abschließt. In one configuration, the circulation circuit is located completely in the device or in a housing which closes the device from the outside.
In einer alternativen Ausgestaltung befindet sich der Zirkulationskreis teilweise außerhalb eines Gehäuses der Vorrichtung und wird in einer Ausgestaltung teilweise durch ein Rohr oder Leitungssystem gebildet, das mit der Vorrichtung bzw. mit dem Gehäuse verbunden ist. Ein Teil des Zirkulationskreises wird somit in einer Ausgestaltung teilweise nach au ßen und in die Umgebung der Vorrichtung hineinverlagert. In an alternative embodiment, the circulation circuit is partly outside a housing of the device and in one embodiment is partly formed by a pipe or line system which is connected to the device or to the housing. In one embodiment, part of the circulation circuit is thus partially moved outwards and into the surroundings of the device.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Vorrichtung ferner mindestens einen Temperatur sensor zur Messung einer Temperatur einer Flüssigkeit und/oder mindestens einen Durchflusssensor zur Messung eines Durchflusses einer Flüssigkeit aufweist, und dass die Steuervorrichtung in Abhängigkeit von mindestens einer gemessenen Temperatur und/oder von mindestens einem gemessenen Durchfluss die Heizvorrichtung steuert. In dieser Ausgestaltung wird die Heizvorrichtung in Abhängigkeit von gemessenen Größen der Flüssigkeit (Temperatur und/oder Durchfluss) gesteuert. Die Steuerung bezieht sich dabei auf das Starten oder Beenden eines Vorgangs zur Erzeugung von thermischer Energie oder beispielsweise auch auf die Leistung der Heizvorrichtung, mit der jeweils unterschiedliche Mengen an thermischer Energie erzeugt und/oder auf die Flüssigkeit übertragen werden. One embodiment provides that the device further comprises at least one temperature sensor for measuring a temperature of a liquid and / or at least one flow sensor for measuring a flow of a liquid, and that the control device as a function of at least one measured temperature and / or at least one measured flow controls the heater. In this embodiment, the heating device is controlled as a function of measured quantities of the liquid (temperature and / or flow). The control relates in this case on the starting or ending of a process for generating thermal energy or, for example, also on the power of the heating device, with which different amounts of thermal energy are generated and / or transferred to the liquid.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Vorrichtung ferner eine Bypass-Leitung und ein Mischventil aufweist, dass die Bypass-Leitung für die Flüssigkeit den Flüssigkeitsein gang unter Auslassung der Heizvorrichtung und/oder der Flüssigkeitsspeichervorrichtung mit dem Mischventil verbindet, und dass das Mischventil in Fließrichtung der Heizvorrich tung nachgelagert ist. In dieser Ausgestaltung ist eine Bypass-Leitung vorgesehen, die die über den Flüssigkeitseingang zugeführte und daher in den meisten Fällen der Anwendung auch kalte Flüssigkeit einem Mischventil zuführt. Dabei verläuft die Bypass-Leitung an der Heizvorrichtung und/oder der Flüssigkeitsspeichervorrichtung vorbei. Es wird somit vor zugsweise keine thermische Energie aufgenommen und die in der Bypass-Leitung geführ te Flüssigkeit behält ihre Eingangstemperatur bei. Dem Mischventil wird weiterhin vor zugsweise Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsspeichervorrichtung und/oder Flüssigkeit, die die Heizvorrichtung passiert hat, zugeführt. Somit ist es in einer Ausgestaltung vorgese hen, dass das Mischventil es erlaubt, die durch die Heizvorrichtung erwärmte Flüssigkeit durch die Flüssigkeit des Flüssigkeitseingangs bzw. der Bypass-Leitung auf eine geringe re Temperatur herabzumischen und über den Flüssigkeitsausgang abzugeben. In einer Ausgestaltung ist daher vorgesehen, dass eine Schnittstelle vorhanden ist, über die eine Soll-Temperatur der auszugebenden Flüssigkeit der Vorrichtung vorgebbar ist, sodass das Mischventil passend gesteuert werden kann. One embodiment consists of the device further comprising a bypass line and a mixing valve, the bypass line for the liquid connecting the liquid inlet to the mixing valve, omitting the heating device and / or the liquid storage device, and the mixing valve in the direction of flow Heizvorrich device is downstream. In this embodiment, a bypass line is provided, which feeds the liquid which is supplied via the liquid inlet and therefore in most cases also cold to a mixing valve for use. The bypass line runs past the heating device and / or the liquid storage device. There is thus preferably no thermal energy absorbed and the liquid carried in the bypass line maintains its inlet temperature. The mixing valve is furthermore preferably supplied with liquid from the liquid storage device and / or liquid that has passed through the heating device. Thus, in one embodiment, it is provided that the mixing valve allows the liquid heated by the heating device to be mixed down to a lower temperature by the liquid of the liquid inlet or the bypass line and to be dispensed via the liquid outlet. In one embodiment, it is therefore provided that an interface is provided, via which a target temperature of the liquid to be dispensed can be specified for the device, so that the mixing valve can be controlled appropriately.
Die folgenden Ausgestaltungen beziehen sich auf die Flüssigkeitsspeichervorrichtung. The following configurations relate to the liquid storage device.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Flüssigkeitsspeichervorrichtung als konzentrisch verlaufende Rohrschlange ausgestaltet ist. Die Flüssigkeitsspeichervorrichtung besteht in dieser Ausgestaltung aus einem Rohr mit einem beispielsweise kreisförmigen Durchmes ser. Der Durchmesser ist dabei vorzugsweise kleiner als die Länge, die die Flüssig keitsspeichervorrichtung aufweist. Der Verlauf der Rohrschlange erinnert dabei an einen konzentrisch aufgewickelten Gartenschlauch. Daher gibt es durch den Durchmesser nur eine geringe Wechselwirkungsfläche der Flüssigkeit selbst. Durch das Aufwickeln kann ein entsprechend großes Speichervolumen erzeugt werden, wobei jedoch der äußere Platzbedarf gering bleibt. In einer Ausgestaltung erfolgt die Wicklung um eine Achse, die entlang der Erdanziehung verläuft. Vorzugsweise ist weiterhin der Zufluss zu der Flüssig keitsspeichervorrichtung entlang dieser Achse an einem unteren Punkt. Somit wirkt die einströmende Flüssigkeit entgegen der Erdanziehung. One embodiment provides that the liquid storage device is designed as a concentrically extending coil. In this embodiment, the liquid storage device consists of a tube with a circular diameter, for example. The diameter is preferably less than the length that the liquid speed storage device has. The course of the pipe coil is reminiscent of a concentrically wound garden hose. Therefore, there is only a small interaction area of the liquid itself due to the diameter. A correspondingly large storage volume can be produced by the winding, but the outer one Space requirement remains low. In one embodiment, the winding takes place around an axis that runs along the earth's gravity. Preferably, the inflow to the liquid storage device is further along this axis at a lower point. The inflowing liquid thus acts against gravity.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Flüssigkeitsspeichervorrichtung mindestens zwei Flüssigkeitsanschlüsse aufweist, dass die Flüssigkeitsspeichervorrichtung zwei flüs sigkeitsführende Bereiche zwischen den zwei Flüssigkeitsanschlüssen aufweist, dass die zwei flüssigkeitsführenden Bereiche unterschiedlichen Höhen entlang einer Längsachse der Flüssigkeitsspeichervorrichtung zugeordnet sind, dass die Flüssigkeitsspeichervor richtung einen flüssigkeitsführenden Steigbereich und einen flüssigkeitsführenden Fallbe reich zwischen den zwei Flüssigkeitsanschlüssen aufweist, dass der flüssigkeitsführende Steigbereich und der flüssigkeitsführende Fallbereich sich jeweils entlang der Längsachse erstrecken, und dass die Flüssigkeitsspeichervorrichtung die Flüssigkeit in dem flüssig keitsführenden Steigbereich und in dem flüssigkeitsführenden Fallbereich in unter schiedliche Richtungen strömen lässt. In einer Ausgestaltung hat die vorgenannte Flüs sigkeitsspeichervorrichtung die Form des Großbuchstabens„L“. Der Fallbereich und der Steigbereich sind dabei vorzugweise relativ zur Erdanziehung ausgerichtet. In den beiden flüssigkeitsführenden Bereichen strömt die Flüssigkeit jeweils vorzugsweise in einer Ebe ne. In dem Steigbereich wird die Flüssigkeit vorzugsweise entgegen der Erdanziehung nach oben bewegt. In einer Ausgestaltung schließt sich der Fallbereich - außer einem gewissen Umlenkbereich - im Wesentlichen unmittelbar an den Steigbereich an. One embodiment consists of the liquid storage device having at least two liquid connections, the liquid storage device having two liquid-carrying areas between the two liquid connections, the two liquid-carrying areas being assigned different heights along a longitudinal axis of the liquid storage device, the liquid storage device having a liquid-carrying riser area and one has liquid-carrying fall area between the two liquid connections, that the liquid-carrying riser area and the liquid-carrying fall area each extend along the longitudinal axis, and that the liquid storage device allows the liquid to flow in different directions in the fluid-carrying riser area and in the liquid-carrying fall area. In one embodiment, the aforementioned liquid storage device has the shape of the capital letter “L”. The fall area and the climbing area are preferably aligned relative to the gravitational pull. In the two liquid-carrying areas, the liquid preferably flows in a plane. In the rising area, the liquid is preferably moved upward against gravity. In one embodiment, the drop area - apart from a certain deflection area - essentially adjoins the riser area.
In einer Ausgestaltung strömt die Flüssigkeit über einen als Eingang dienenden Flüssig keitsanschluss in die Flüssigkeitsspeichervorrichtung und passiert einen flüssigkeitsfüh renden Bereich, der im Wesentlichen auf einer Höhe einer Längsachse der Flüssig keitsspeichervorrichtung verläuft. Von dort passiert die Flüssigkeit den Steigbereich, der sich entlang der Längsachse erstreckt. Danach folgt der Fallbereich, der sich ebenfalls längs der Längsachse erstreckt, in dem jedoch die Flüssigkeit in anderer Richtung als im Steigbereich fließt. Anschließend passiert die Flüssigkeit einen weiteren flüssigkeitsfüh renden Bereich, der sich auf einer anderen Höhe entlang der Längsachse als der erstge nannte flüssigkeitsführende Bereich befindet. Von dort gelangt die Flüssigkeit zu dem als Ausgang dienenden Flüssigkeitsanschluss. io In one embodiment, the liquid flows into the liquid storage device via a liquid connection serving as an input and passes through a liquid-carrying region which runs essentially at a height of a longitudinal axis of the liquid storage device. From there, the liquid passes the riser area that extends along the longitudinal axis. This is followed by the falling area, which also extends along the longitudinal axis, but in which the liquid flows in a different direction than in the rising area. The liquid then passes through a further liquid-carrying region which is at a different height along the longitudinal axis than the first-mentioned liquid-carrying region. From there, the liquid reaches the liquid connection serving as an outlet. io
Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Erwärmen einer Flüssigkeit, wobei die Flüssigkeit durch eine Flüssigkeitsspeicher vorrichtung hindurchgeführt wird, wobei in einer der Flüssigkeitsspeichervorrichtung in ei ner Fließrichtung der Flüssigkeit nachgelagerten Heizvorrichtung thermische Energie auf die Flüssigkeit übertragen wird, wobei die Flüssigkeit mehrfach durch die Flüssig keitsspeichervorrichtung und/oder durch die Heizvorrichtung hindurchgeführt wird, und wobei solange thermische Energie auf die Flüssigkeit übertragen wird, bis eine Tempera tur der Flüssigkeit - vorzugsweise in der Flüssigkeitsspeichervorrichtung - eine vorgebba- re untere Schaltschwelle überschritten hat . According to a further teaching of the invention, the object is achieved by a method for heating a liquid, the liquid being passed through a liquid storage device, thermal energy being transferred to the liquid in a heating device downstream of the liquid storage device, in a flow direction of the liquid the liquid is repeatedly passed through the liquid storage device and / or through the heating device, and wherein thermal energy is transferred to the liquid until a temperature of the liquid - preferably in the liquid storage device - has exceeded a predetermined lower switching threshold.
Das Verfahren dient teilweise der Umsetzung des Betriebs der zuvor beschriebenen Vor richtung. Daher gelten die Ausgestaltungen und Erläuterungen entsprechend auch für das Verfahren, sodass auf eine Wiederholung verzichtet wird. Umgekehrt stellen das Verfah ren oder Ausgestaltungen des Verfahrens Realisierungsmöglichkeiten der Vorrichtung da, sodass die Erläuterungen zum Verfahren passend auch für die Vorrichtung gelten. The method partially serves to implement the operation of the device described above. Therefore, the designs and explanations also apply accordingly to the process, so that repetition is not required. Conversely, the method or refinements of the method provide implementation options for the device, so that the explanations for the method also apply to the device.
Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Flüssigkeit mehrfach durch die Flüssig keitsspeichervorrichtung und/oder durch die Heizvorrichtung hindurchgeführt wird. Es ist somit ein Zirkulieren der Flüssigkeit vorgesehen. It is provided according to the invention that the liquid is passed several times through the liquid storage device and / or through the heating device. Circulation of the liquid is thus provided.
Dabei ist vorgesehen, dass solange thermische Energie auf die Flüssigkeit übertragen wird, bis eine Temperatur der Flüssigkeit - vorzugsweise in der Flüssigkeitsspeichervor richtung - eine vorgebbare untere Schaltschwelle überschritten hat. Die Flüssigkeit wird somit solange erhitzt, bis sie eine gewisse Mindesttemperatur aufweist. Dies wird in einer Ausgestaltung dadurch realisiert, dass die Flüssigkeit mehrfach durch die Heizvorrichtung hindurchgeführt wird. It is provided that thermal energy is transferred to the liquid until a temperature of the liquid - preferably in the direction of the liquid storage device - has exceeded a predefinable lower switching threshold. The liquid is thus heated until it has a certain minimum temperature. In one embodiment, this is achieved in that the liquid is passed through the heating device several times.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass zwischen einem Anfordern eines Heizvorgangs der Heizvorrichtung und einem Beginn des Heizvorgangs mindestens ein sich über eine Totzeit erstreckender Vorbereitungsschritt ausgeführt wird. Die Totzeit ergibt sich beispielsweise durch das Durchspülen eines Brenners. One embodiment of the method consists in that at least one preparation step extending over a dead time is carried out between requesting a heating process of the heating device and starting the heating process. The dead time results, for example, from flushing out a burner.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass eine Temperatur der Flüssigkeit in ei nem vorgebbaren Temperaturbereich gehalten wird. Die Übertragung wird beispielsweise so gesteuert, dass eine untere Schaltschwelle, aber nicht eine obere Schaltschwelle überschritten wird. One embodiment of the method provides that a temperature of the liquid is kept in a predeterminable temperature range. The transfer is, for example controlled so that a lower switching threshold but not an upper switching threshold is exceeded.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass - vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Nutzersteuerung - die erwärmte Flüssigkeit ausgegeben wird, und dass in dem Fall, dass für die ausgegebene Flüssigkeit eine erforderliche Heizleistung unterhalb einer durch die Heizvorrichtung gegebenen Heizleistung liegt, ein durch die Heizvorrichtung ge gebener Überschuss an Heizleistung auf mehrfach durch die Flüssigkeitsspeichervorrich tung und/oder durch die Heizvorrichtung hindurchgeführte Flüssigkeit übertragen wird. In dieser Ausgestaltung stellt die Heizvorrichtung mehr Leistung zur Verfügung als für die ausgegebene Flüssigkeit erforderlich ist. Der sich dadurch ergebende Überschuss an Heizleistung wird auf einen zirkulierenden Anteil der Flüssigkeit übertragen. Es wird also nicht die von der Heizvorrichtung zur Verfügung gestellte Heizleistung reduziert, sondern es wird damit ein Vorerwärmen der Flüssigkeit bewirkt. One embodiment of the method is that the heated liquid is dispensed, preferably as a function of a user control, and that in the event that the required heating power for the dispensed liquid is below a heating power given by the heating device, a heating ge given excess of heating power is transferred to multiple times through the liquid storage device and / or liquid passed through the heating device. In this embodiment, the heating device provides more power than is required for the liquid dispensed. The resulting excess heating power is transferred to a circulating portion of the liquid. It is not the heating power provided by the heating device that is reduced, but rather a preheating of the liquid is brought about.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Vorrichtung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Pa tentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Be schreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen: In particular, there are a multitude of possibilities for designing and developing the device according to the invention. For this purpose, reference is made on the one hand to the claims subordinate to Pa tent Claim 1, on the other hand to the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Variante der Vorrichtung mit einer Verbrauchsstelle, 1 is a schematic representation of a first variant of the device with a consumption point,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Variante der Vorrichtung mit einer Verbrauchsstelle, 2 shows a schematic representation of a second variant of the device with a consumption point,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teils einer dritten Variante der Vorrichtung mit einer Verbrauchsstelle, 3 shows a schematic representation of part of a third variant of the device with a consumption point,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine schematische Darstellung einer ersten Variante einer Flüssigkeitsspeichervorrichtung, 4 shows a section through a schematic representation of a first variant of a liquid storage device,
Fig. 5 eine räumliche und angeschnittene Darstellung einer zweiten Variante einer Flüs sigkeitsspeichervorrichtung und Fig. 6 eine räumliche Darstellung einer dritten Variante einer Flüssigkeitsspeichervor richtung. Fig. 5 is a spatial and cut representation of a second variant of a liquid storage device and liquid Fig. 6 is a spatial representation of a third variant of a liquid storage device.
In der Fig. 1 ist eine erste Variante der Vorrichtung 1 zum Erwärmen einer Flüssigkeit dargestellt. Bei der Flüssigkeit handelt es sich hier beispielhaft um Brauchwasser. Daher ist hier auch beispielhaft die Vorrichtung 1 über ein Leitungssystem 7 mit einem Wasser hahn als Verbrauchsstelle verbunden. 1 shows a first variant of the device 1 for heating a liquid. The liquid is, for example, process water. Therefore, the device 1 is connected here as an example via a line system 7 to a water tap as a point of consumption.
Die Vorrichtung 1 verfügt über eine Heizvorrichtung 2 zum eigentlichen Erwärmen der Flüssigkeit und über eine Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 zum Speichern einer von der Ausformung der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 abhängigen Menge an Flüssigkeit. Die Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 kann dabei insbesondere auch als Pufferspeicher be zeichnet werden. The device 1 has a heating device 2 for actually heating the liquid and a liquid storage device 3 for storing an amount of liquid which is dependent on the shape of the liquid storage device 3. The liquid storage device 3 can in particular also be referred to as a buffer memory.
Die Flüssigkeit strömt von einem Flüssigkeitseingang 10 zu einem Flüssigkeitsausgang 11 hauptsächlich in einer hier mit einem Pfeil angedeuteten Fließrichtung F und zunächst durch die Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 und dann durch die Heizvorrichtung 2. Ent lang dieses ersten Pfades oder Hauptpfades befinden sich ein erster T1 , ein vierter T4 und ein dritter Temperatursensor T3 sowie ein erster Durchflusssensor V1. The liquid flows from a liquid inlet 10 to a liquid outlet 11 mainly in a flow direction F indicated here with an arrow and first through the liquid storage device 3 and then through the heating device 2. Along this first path or main path there are a first T1, a fourth T4 and a third temperature sensor T3 and a first flow sensor V1.
Der erste Temperatursensor T1 und der erste Durchflusssensor V1 erfassen die Tempe ratur T1 bzw. den Durchfluss V1 der über den Flüssigkeitseingang 10 einströmenden Flüssigkeit. Der Wert für den Durchfluss V1 wird hier dafür verwendet, um die über den Flüssigkeitsausgang 11 abfließende Flüssigkeitsmenge zu quantifizieren. Dies basiert da rauf, dass z. B. über einen Überdruck am Flüssigkeitseingang 10 ein Verlust an Flüssig keit in der Vorrichtung 1 durch das Abfließen am Flüssigkeitsausgang 11 automatisch zu einem Nachfließen der Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang 10 führt. Der vom ersten Temperatursensor T 1 erfasste Temperaturwert T 1 der frischen Flüssigkeit oder hier spe ziell des Frischwassers erlaubt es zu ermitteln, welche Heizleistung der Heizvorrichtung 2 erforderlich ist, um die Flüssigkeit auf einen vorgegebenen Wert zu erwärmen. The first temperature sensor T1 and the first flow sensor V1 detect the temperature T1 and the flow V1 of the liquid flowing in via the liquid inlet 10. The value for the flow rate V1 is used here to quantify the amount of liquid flowing off via the liquid outlet 11. This is based on the fact that e.g. B. over an excess pressure at the liquid inlet 10, a loss of liquid speed in the device 1 by the flow at the liquid outlet 11 automatically leads to a reflow of the liquid through the liquid inlet 10. The temperature value T 1 of the fresh liquid or here specifically of the fresh water detected by the first temperature sensor T 1 makes it possible to determine which heating power of the heating device 2 is required in order to heat the liquid to a predetermined value.
Der vierte Temperatursensor T4 zwischen der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 und der Heizvorrichtung 2 erfasst die Temperatur T4 der Flüssigkeit, die aus der Flüssigkeitsspei- chervorrichtung 3 fließt und die ggf. von der Heizvorrichtung 2 zu erwärmen ist. Diese Temperatur T4 wird vorzugsweise ebenfalls für die Steuerung des Heizvorgangs durch die Heizvorrichtung 2 verwendet. The fourth temperature sensor T4 between the liquid storage device 3 and the heating device 2 detects the temperature T4 of the liquid that flows from the liquid storage device. Chervvorrichtung 3 flows and which may need to be heated by the heating device 2. This temperature T4 is preferably also used to control the heating process by the heating device 2.
Der dritte Temperatursensor T3 ist dem Flüssigkeitsausgang 1 1 vorgelagert und misst daher den Temperaturwert T3 der erwärmten und die Vorrichtung 1 über den Flüssig keitsausgang 1 1 verlassenden Flüssigkeit. Dieser Wert T3 dient in einer Ausgestaltung der Regelung des Verhaltens der Heizvorrichtung 2 sowie der im Folgenden beschriebe nen Zirkulation der Flüssigkeit in der Vorrichtung 1 . The third temperature sensor T3 is located upstream of the liquid outlet 11 and therefore measures the temperature value T3 of the heated liquid and the device 1 via the liquid outlet 11 leaving the liquid. In one configuration, this value T3 serves to regulate the behavior of the heating device 2 and the circulation of the liquid in the device 1 described below.
Die Heizvorrichtung 2 selbst verfügt hier über einen Brenner 20, der ein Luft-Brennstoff- Gemisch verbrennt und dadurch thermische Energie z. B. über das Rauchgas abgibt, und einen Wärmetauscher 21 , der die von dem Brenner 20 erzeugte thermische Energie auf die Flüssigkeit überträgt. The heater 2 itself has a burner 20 which burns an air-fuel mixture and thereby thermal energy z. B. gives off the flue gas, and a heat exchanger 21 which transfers the thermal energy generated by the burner 20 to the liquid.
Parallel zu diesem beschriebenen Hauptstrang der Führung der Flüssigkeit in der Vorrich tung 1 verläuft eine Rückführleitung 4, in der die Flüssigkeit entgegen der Fließrichtung F zurückgeführt wird. Insgesamt wird damit ein Zirkulationskreis gebildet. Hier verläuft der Zirkulationskreis insbesondere vollständig innerhalb des Gehäuses 6 der Vorrichtung 1. Daher lässt sich der hier in der Fig. 1 dargestellte Zirkulationskreis auch als„kleiner Kreis“ bezeichnen. Parallel to this described main line of guiding the liquid in the device 1 Vorrich runs a return line 4, in which the liquid is returned against the direction of flow F. Overall, a circulation circle is formed. Here, the circulation circuit in particular runs completely within the housing 6 of the device 1. Therefore, the circulation circuit shown here in FIG. 1 can also be referred to as a “small circle”.
Der Eingang 40 der Rückführleitung 4 befindet sich stromabwärts zur Heizvorrichtung 2 und vor dem Flüssigkeitsausgang 1 1 , sodass also erwärmte Flüssigkeit zurückströmt. Die Mündung 41 der Rückführleitung 4 befindet sich stromaufwärts zu der Flüssigkeitsspei chervorrichtung 3. The inlet 40 of the return line 4 is located downstream of the heating device 2 and in front of the liquid outlet 11, so that heated liquid flows back. The mouth 41 of the return line 4 is located upstream of the liquid storage device 3.
Der Rückführleitung 4 sind ein zweiter Durchflusssensor V2, ein zweiter Temperatur sensor T2, eine Pumpe 42 sowie ein Rückschlagventil 43 zugeordnet. Die vom zweiten Temperatursensor T2 ermittelte Temperatur T2 ist die Temperatur der rückgeführten Flüssigkeit. Der zweite Durchflusssensor V2 ermittelt den zugehörigen Durchflusswert V2. Somit lässt sich also mit den Messwerten der beiden Sensoren T2, V2 beschreiben, wel che Eigenschaften die in der Rückführleitung 4 rückgeführte Flüssigkeit aufweist. Dies wiederum dient der Steuerung der Heizvorrichtung 2 sowie der Pumpe 42. Durch die Pumpe 42 wird die Flüssigkeit durch die Rückführleitung 4 bewegt und zudem lässt sich vorgeben, wieviel Flüssigkeit rückgeführt wird. Das Rückschlagventil 43 sorgt dafür, dass nur Flüssigkeit zurückgeführt wird und dass nicht umgekehrt Flüssigkeit von dem Flüssig keitseingang 10 unter Umgehung der Heizvorrichtung 2 bzw. der Flüssigkeitsspeichervor richtung 3 zum Flüssigkeitsausgang 1 1 gelangt. The return line 4 is assigned a second flow sensor V2, a second temperature sensor T2, a pump 42 and a check valve 43. The temperature T2 determined by the second temperature sensor T2 is the temperature of the returned liquid. The second flow sensor V2 determines the associated flow value V2. Thus, the measured values of the two sensors T2, V2 can be used to describe the properties of the liquid returned in the return line 4. This in turn serves to control the heating device 2 and the pump 42 Pump 42 moves the liquid through the return line 4 and it can also be specified how much liquid is returned. The check valve 43 ensures that only liquid is returned and that liquid does not vice versa from the liquid speed inlet 10 bypassing the heating device 2 or the liquid storage device 3 to the liquid outlet 1 1.
Der erste T 1 , der zweite T2, der dritte T3 und der vierte T emperatursensor T2 sowie der erste V1 und der zweite Durchflusssensor V2 sind mit einer Steuervorrichtung 5 - in der hier dargestellten Variante kabellos - verbunden, um ihre jeweiligen Messwerte T1 , T2,The first T 1, the second T2, the third T3 and the fourth temperature sensor T2 as well as the first V1 and the second flow sensor V2 are connected to a control device 5 - in the variant shown here wirelessly - in order to determine their respective measured values T1, T2,
T3, T4, V1 , V2 zu übermitteln. Basierend auf den Messwerten steuert die Steuervorrich tung 5 die Heizvorrichtung 2 und die Pumpe 42. T3, T4, V1, V2 to be transmitted. Based on the measured values, the control device 5 controls the heating device 2 and the pump 42.
Betrachtet seien im Folgenden mehrere beispielhafte Betriebsphasen der gezeigten Aus gestaltung der Vorrichtung 1 der Fig. 1. In the following, several exemplary operating phases of the design shown from the device 1 in FIG. 1 are considered.
1. Erstaufheizung und Übergang in einen Standby-Betrieb. 1. Initial heating and transition to a standby mode.
Dies geht quasi mit einem„Laden“ oder„Auffüllen“ der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 einher, die hier insbesondere als Pufferschleife bezeichnet werden kann. This goes hand in hand with a “loading” or “filling up” of the liquid storage device 3, which can be referred to here in particular as a buffer loop.
Zunächst ist kein Verbraucher, der mit der Vorrichtung 1 verbunden ist, aktiv. So ist z. B. der hier beispielhaft dargestellte Warmwasserhahn geschlossen. Die Vorrichtung 1 wird beispielsweise über einen - hier nicht dargestellten - Hauptschalter eingeschaltet, sodass die Vorbereitung auf den Standby-Betrieb stattfinden kann. First of all, no consumer connected to the device 1 is active. So z. B. the hot water tap shown here as an example closed. The device 1 is switched on, for example, via a main switch (not shown here), so that the preparation for the standby mode can take place.
Die Vorrichtung 1 sei dabei schon mit der Flüssigkeit gefüllt, die durch die Pumpe 42 - beispielsweise in Form einer Umwälzpumpe - durch den kleinen Kreis des Zirkulations kreises geführt wird. Dies erlaubt es, die Flüssigkeit - z. B. durch das mehrfache Durch laufen des Zirkulationskreises - zu erwärmen. The device 1 is already filled with the liquid which is guided by the pump 42 - for example in the form of a circulation pump - through the small circle of the circulation circuit. This allows the liquid - e.g. B. by running several times through the circulation circuit - to warm.
Der zweite Temperatursensor T2 misst die Temperatur T2 der zirkulierenden Flüssigkeit, die üblicherweise bei dem hier beschriebenen Einschalten der Vorrichtung 1 unterhalb einer unteren Schaltschwelle der Heizvorrichtung 2 (z. B. 45°C) liegt. Der Brenner 20 der Heizvorrichtung 2 wird entsprechend von der Steuervorrichtung 5 eingeschaltet, wodurch die im Kreislauf zirkulierende Flüssigkeit erwärmt wird. Erreicht der zweite Temperatur- wert T2 eine obere Schaltschwelle (z. B. 55°C), so wird der Brenner 20 wieder abgeschal tet. Ist durch die Geometrie nur eine geringe zirkulierende Flüssigkeitsmenge vorhanden, so reduziert sich bei einer hohen Leistung der Heizvorrichtung 2, die als Durchlauferhitzer (z. B. 16 kW) ausgestaltet ist, die Erwärmung auf eine kurze Zeitdauer. The second temperature sensor T2 measures the temperature T2 of the circulating liquid, which is usually below a lower switching threshold of the heating device 2 (for example 45 ° C.) when the device 1 is switched on as described here. The burner 20 of the heating device 2 is correspondingly switched on by the control device 5, as a result of which the liquid circulating in the circuit is heated. If the second temperature If T2 has an upper switching threshold (e.g. 55 ° C), the burner 20 is switched off again. If there is only a small amount of circulating liquid due to the geometry, the heating is reduced to a short period of time when the heating device 2, which is designed as a continuous-flow heater (for example 16 kW), has a high output.
In einer Ausgestaltung bewegt die Pumpe 42 auch nach dem Ausschalten der Heizvor richtung 2 noch eine gewisse Zeit die Flüssigkeit, um die Temperatur im Kreislauf anzu gleichen. In one embodiment, the pump 42 also moves the liquid for a certain time after the heating device 2 has been switched off in order to equalize the temperature in the circuit.
Die Flüssigkeit in der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 hat eine vorgegebene Betriebs temperaturbereich und die Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 selbst ist sozusagen„aufge laden“. Die Vorrichtung 1 geht dabei in einer Ausgestaltung in einen Standby-Betrieb über. The liquid in the liquid storage device 3 has a predetermined operating temperature range and the liquid storage device 3 itself is, so to speak, “charged”. In one embodiment, the device 1 goes into a standby mode.
Im Standby-Betrieb wird die Temperatur vorzugsweise in einem Betriebstemperaturbe reich gehalten. Fällt beispielsweise die Flüssigkeitstemperatur unter die untere Schalt schwelle, so wird der Brenner 20 gestartet. Überschreitet umgekehrt die Flüssigkeitstem peratur die obere Schaltschwelle, so wird der Brenner 20 ausgeschaltet. Dabei sei hier beispielshaft nur eine sehr einfache Zweipunktregelung beschrieben. In standby mode, the temperature is preferably kept rich in an operating temperature range. For example, if the liquid temperature falls below the lower switching threshold, the burner 20 is started. Conversely, if the liquid temperature exceeds the upper switching threshold, the burner 20 is switched off. Only a very simple two-point control is described here as an example.
2. Zapfbetrieb und dabei Entladen der Pufferschleife. 2. Tap operation and thereby unloading the buffer loop.
Im Zapfbetrieb wird eine Verbrauchsstelle, hier der Warmwasserhahn, von einem Nutzer geöffnet und Flüssigkeit strömt aus dem Flüssigkeitsausgang 1 1 aus. Bedingt durch einen hier beispielsweise vorgegebenen Überdruck am Geräteeingang, der hier durch den Flüs sigkeitseingang 11 gegeben ist, strömt kalte Flüssigkeit, also hier in dem Beispiel Wasser, in die Vorrichtung 1. Der Überdruck kann z. B. durch eine Tauchpumpe oder eine Druck pumpe (beide sind in Caravans oder Reisemobilen bekannt) oder durch den Anschluss an das Wasser-Festnetz erzeugt werden. In tap operation, a consumption point, here the hot water tap, is opened by a user and liquid flows out of the liquid outlet 11. Due to an overpressure at the device inlet, for example given here, which is given here by the liquid inlet 11, cold liquid, ie here water in the example, flows into the device 1. B. by a submersible pump or a pressure pump (both are known in caravans or motorhomes) or by connecting to the water fixed network.
Ausgehend von dem Messsignal des Durchflusssensors V1 , der z. B. als Volumen stromsensor ausgestaltet ist, wird erkannt, dass Wasser entnommen wird bzw. nach strömt. Zudem wird die Menge der nachgefüllten Flüssigkeit quantitativ erfasst. Der erste Temperatursensor T1 misst die Temperatur des Frischwassers und der zweite Tempera- tursensor T2 die Temperatur in der Rückführleitung 4 bzw. in dem damit gebildeten klei nen Kreis. Der dritte Temperatursensor T3 misst die Temperatur der Flüssigkeit am Gerä teausgang bzw. vor dem Flüssigkeitsausgang 1 1. Die Steuervorrichtung 5 ermittelt aus den jeweiligen Messdaten einen Wärmebedarf und leitet einen Brennerstart des Brenners 20 ein. Dabei tritt ggf. zwischen dem Einschaltsignal und dem Brennbetrieb eine Verzöge rung als Totzeit auf, die je nach relevanter Norm einige Sekunden betragen kann. Based on the measurement signal of the flow sensor V1, the z. B. is designed as a volume flow sensor, it is recognized that water is removed or flows to. In addition, the amount of liquid refilled is recorded quantitatively. The first temperature sensor T1 measures the temperature of the fresh water and the second temperature tursensor T2 the temperature in the return line 4 or in the small circle formed with it. The third temperature sensor T3 measures the temperature of the liquid at the device outlet or in front of the liquid outlet 11. The control device 5 determines a heat requirement from the respective measurement data and initiates a burner start of the burner 20. There may be a delay as a dead time between the switch-on signal and the burning mode, which can be a few seconds depending on the relevant standard.
Bedingt durch das Rückschlagventil 43 in der Rückführleitung 4 gelangt das Frischwasser im Wesentlichen ausschließlich nur durch die Pufferschleife 3 und durch den Wärmetau scher 21. Bildlich ausgedrückt schiebt das Frischwasser quasi das in der Pufferschleife (als alternative Bezeichnung für die Flüssigkeitsspeichervorrichtung) 3 gespeicherte Warmwasser vor sich her und durch die Vorrichtung zum Flüssigkeitsausgang 11. Due to the check valve 43 in the return line 4, the fresh water essentially only passes through the buffer loop 3 and through the heat exchanger 21. Figuratively speaking, the fresh water pushes virtually the hot water stored in the buffer loop (as an alternative name for the liquid storage device) 3 forth and through the device for liquid outlet 11th
Durch die Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 liegt am Flüssigkeitsausgang 11 sofort war mes Wasser an und zwar solange, bis das in der Pufferschleife 3 gespeicherte Wasser komplett ausgetreten ist und das kalte Frischwasser nachströmt. Vorzugsweise sind das Volumen und die Länge der Pufferschleife 3 bzw. der sich an die Pufferschleife 3 an schließende Rohrleitung so dimensioniert, dass die gespeicherte Wassermenge aus reicht, um die Startzeit des Brenners 20 (Totzeit hier z. B. 15 Sekunden) vollständig zu überbrücken. Due to the liquid storage device 3, water was immediately present at the liquid outlet 11, namely until the water stored in the buffer loop 3 has completely escaped and the cold fresh water flows in. The volume and the length of the buffer loop 3 or the pipeline closing on the buffer loop 3 are preferably dimensioned such that the stored amount of water is sufficient to completely bridge the start time of the burner 20 (dead time here, for example, 15 seconds) .
Besonders wird ein solcher Abgleich vorgenommen, dass am Ende der Totzeit noch kein Kaltwasser in den Wärmetauscher 21 gelangt ist. So kann ein fließender Übergang er möglicht werden zwischen der Wärmeversorgung aus der Pufferschleife 3 und der Wär meversorgung über den Brenner 20 mit Wärmetauscher 21. In particular, such an adjustment is made that at the end of the dead time, no cold water has yet entered the heat exchanger 21. Thus, a smooth transition can be made possible between the heat supply from the buffer loop 3 and the heat supply via the burner 20 with the heat exchanger 21.
Nach Ablauf des Brennerstarts erwärmt der Brenner 20 das nachströmende Wasser auf eine vorgegebene Regeltemperatur (z. B. 50°C). After the burner has started, the burner 20 heats the inflowing water to a predetermined control temperature (e.g. 50 ° C.).
3. Zapfende und Übergang in den Standby-Betrieb. Dies geht zunächst mit einem Wie deraufladen der Pufferschleife 3 einher. 3. Spigot end and transition to standby mode. This is initially accompanied by a recharging of the buffer loop 3.
Das Zapfende wird durch einen Nutzer oder Verbraucher hervorgerufen, indem der Warmwasserhahn geschlossen wird. Der erste Volumenstromsensor V1 in der Vorrich- tung 1 erkennt nun, dass kein Wasser mehr strömt und kein aktueller Bedarf an Warm wasser vorliegt. Daraufhin startet die Steuervorrichtung 5 die Umwälzpumpe 42, um eine Zirkulation in dem hier dargestellten kleinen Kreis zu ermöglichen. Da sich vom vorange gangenen Zapfbetrieb noch Kaltwasser in der Pufferschleife 3 befinden dürfte, wird die vom zweiten Temperatursensor T2 gemessene Temperatur T2 im kleinen Kreis in der Regel unterhalb der unteren Temperaturgrenze für das Starten des Brenners 20 liegen. The end of the tap is caused by a user or consumer by closing the hot water tap. The first volume flow sensor V1 in the device device 1 now recognizes that water is no longer flowing and that there is no current demand for hot water. The control device 5 then starts the circulating pump 42 in order to enable circulation in the small circle shown here. Since there is still cold water in the buffer loop 3 from the previous tap operation, the temperature T2 measured by the second temperature sensor T2 in a small circle will generally be below the lower temperature limit for starting the burner 20.
Der Brenner 20, der vom vorangehenden Zapfbetrieb noch aktiv ist, wird noch nicht aus geschaltet, sondern erwärmt den kleinen Kreis wieder bis zur Solltemperatur bzw. Ab schaltgrenze. Erst danach wird der Brenner 20 abgeschaltet. Dabei bleibt die Umwälz pumpe 42 noch eine Weile aktiv, um die Temperatur im Kreislauf anzugleichen. Insge samt ist die Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 wieder aufgeladen und die Vorrichtung 1 im Standby-Betrieb. The burner 20, which is still active from the previous tap operation, is not yet switched off, but instead heats the small circuit again to the set temperature or switch-off limit. Only then is the burner 20 switched off. The circulation pump 42 remains active for a while in order to equalize the temperature in the circuit. Overall, the liquid storage device 3 is recharged and the device 1 in standby mode.
Dabei ist die Regeltemperatur beispielsweise die Temperatur der Flüssigkeit am Flüssig keitsausgang 1 1 , auf die im Zapfbetrieb geregelt wird. Die Totzeit ist die Zeit zwischen dem Einschaltsignal der Heizvorrichtung 2 und der tatsächlichen Wärmeabgabe an die Flüssigkeit, hier über den Wärmetauscher 21. Die Totzeit ist begründet durch z. B. Vor spülen des Verbrennungsweges, Systemchecks der Steuerung, Schaltzeiten der Gasven tile, Zündzeiten, Prüfung von elektronischen Komponenten usw. The control temperature is, for example, the temperature of the liquid at the liquid speed output 1 1, which is controlled in the tap mode. The dead time is the time between the switch-on signal of the heating device 2 and the actual heat emission to the liquid, here via the heat exchanger 21. The dead time is justified by e.g. B. Before flushing the combustion path, system checks of the control, switching times of the gas valve, ignition times, testing of electronic components etc.
Bei der oben beschriebenen Ausführung ist die Pufferschleife 3 nach dem Zapfbetrieb kalt und muss erst wieder komplett„aufgeladen“ werden. Bei einer Ausgestaltung wird die Umwälzpumpe 42 nicht erst nach dem Zapfbetrieb zugeschaltet, sondern bereits nach dem Brennerstart. In the embodiment described above, the buffer loop 3 is cold after the tap operation and must first be completely “charged” again. In one embodiment, the circulation pump 42 is not switched on only after the tap operation, but rather already after the burner has started.
Die maximale Umwälzmenge (m2) richtet sich danach, ob der Brenner 20 genug Leis tungsreserven hat, um das kältere Wasser im Kreislauf der Vorrichtung 1 zusätzlich be reitzustellen, und - wie im Folgenden ausgeführt - insbesondere nach der maximalen Brennerleistung QB. Diese Leistungsreserven sind zusätzlich zu der Brennerleistung, die benötigt wird, um Warmwasser an dem Flüssigkeitsausgang 1 1 bereitzustellen. The maximum circulation quantity (m 2 ) depends on whether the burner 20 has enough power reserves to additionally provide the colder water in the circuit of the device 1, and - as explained below - in particular on the maximum burner output Q B. These power reserves are in addition to the burner power that is required to provide hot water at the liquid outlet 1 1.
Der Zusammenhang sei detailliert beschrieben: Um die Ausgangstemperatur T3 konstant zu halten, muss die Brennerleistung immer grö ßer oder gleich der Summe der abgeführten Wärmeströme sein. The relationship is described in detail: In order to keep the output temperature T3 constant, the burner output must always be greater than or equal to the sum of the dissipated heat flows.
Die Wärmeströme sind: The heat flows are:
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0001
Die Wärmesenken sind dabei das kalte Frischwasser, die beteiligen Bauteile im Kreislauf der Vorrichtung 1 sowie der Pufferschleife 3. The heat sinks are the cold fresh water, the components involved in the circuit of the device 1 and the buffer loop 3.
Damit ergibt sich für den vorgenannten Zusammenhang: QB— Qw + Qs For the aforementioned relationship, this results in: QB— Qw + Qs
Mit den folgenden Größen: cWT = Wärmekapazität WärmeträgerWith the following sizes: c WT = heat capacity heat transfer medium
Figure imgf000020_0002
Figure imgf000020_0002
rh2 = Massestrom kleiner Kreis rh 2 = mass flow small circle
Errechnet sich die maximale Umwälzmenge m2 wie folgt: The maximum circulation volume m 2 is calculated as follows:
Für den Wärmestrom gilt: The following applies to the heat flow:
Wärmestrom QB > cm * m * (T3— T4) Heat flow Q B > c m * m * (T 3 - T 4 )
Für die Masseströme gilt: m = ml + m2 The following applies to the mass flows: m = m l + m 2
Daraus ergibt sich:
Figure imgf000020_0003
Beispiel: Ein fiktives Gerät habe eine Heizleistung von 16 kW. Ein Warmwasserver braucher (z. B. Dusche) fordert aber nur eine Leistung von z. B. 12 kW ab. Dies bedeutet, dass 4 kW„übrig“ sind, um den Kreis parallel aufzuheizen und damit die Pufferschleife 3 zumindest teilweise wieder aufzuladen.
This results in:
Figure imgf000020_0003
Example: A fictitious device has a heating output of 16 kW. A hot water consumer (e.g. shower), however, only requires an output of e.g. B. from 12 kW. This means that 4 kW are "left" to heat the circuit in parallel and thus at least partially recharge the buffer loop 3.
Bei einer weiteren Betriebsweise wird die Pufferschleife 3 zur Glättung von Temperatur schwankungen am Flüssigkeitsausgang 11 genutzt. Das in der Pufferschleife 3 gespei cherte Wasser fungiert hier als Wärmekapazität. Um eine Temperaturglättung zu errei chen wird die Umwälzpumpe 42 im Zapfbetrieb zugeschaltet. In a further mode of operation, the buffer loop 3 is used to smooth fluctuations in temperature at the liquid outlet 11. The water stored in the buffer loop 3 acts here as a heat capacity. In order to achieve temperature smoothing, the circulation pump 42 is switched on in the tap mode.
Bei einer weiteren Betriebsweise wird die Umwälzpumpe 42 im Standby-Betrieb in gewis sen Abständen (Intervallen) kurz angeschaltet um eine verbesserte Temperaturmessung des Wasser im System zu ermöglichen. In a further mode of operation, the circulation pump 42 is briefly switched on in standby mode at certain intervals (intervals) in order to enable an improved temperature measurement of the water in the system.
Die Ausgestaltung der Vorrichtung 1 der Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausgestaltung der Fig. 1 in der Art des Zirkulationskreises. Da alle anderen Komponenten gleich bleiben, wird hier auf eine erneute Beschreibung verzichtet. The design of the device 1 in FIG. 2 differs from the design in FIG. 1 in the type of circulation circuit. Since all other components remain the same, they are not described again here.
Der Zirkulationskreis ist hier teilweise außerhalb des Gehäuses 6 befindlich und wird ins besondere auch durch das externe Leitungssystem 7 gebildet, mit dem die Leitungen der Vorrichtung 1 verbunden sind. The circulation circuit is here partially outside the housing 6 and is in particular also formed by the external line system 7 to which the lines of the device 1 are connected.
In der dargestellten Ausgestaltung fallen insbesondere der Eingang 40 der Rückführlei tung 4 und der Flüssigkeitsausgang 1 1 zusammen. Die Rückführleitung 4 verläuft in die ser Ausgestaltung außerhalb des Gehäuses 6. Der Zirkulationskreis kann daher in der dargestellten Ausführung wegen seiner Erstreckung auch als„großer Kreis“ bezeichnet werden. Die obigen Ausgestaltungen im Zusammenhang mit dem kleinen Kreis der Vari ante der Fig. 1 lassen sich entsprechend auch auf die Vorrichtung 1 mit einem großen Kreis übertragen. Die Fig. 3 zeigt für die Übersichtlichkeit nur einen Ausschnitt der Vorrichtung 1 und wird hier im Vergleich mit der Ausgestaltung der Fig. 1 - also mit dem kleinen Kreis - be schrieben. Dabei seien nur die Unterschiede zwischen den Ausgestaltungen erläutert. In the embodiment shown, the input 40 of the return line 4 and the liquid outlet 11 coincide in particular. In this embodiment, the return line 4 runs outside the housing 6. The circulation circuit can therefore also be referred to as a “large circle” in the embodiment shown because of its extension. The above configurations in connection with the small circle of the Vari ante of FIG. 1 can be transferred accordingly to the device 1 with a large circle. Fig. 3 shows for clarity only a section of the device 1 and is here in comparison with the embodiment of Fig. 1 - so with the small circle - be written. Only the differences between the configurations are explained.
Hier befindet sich ein Mischventil 80 stromabwärts der Heizvorrichtung 2 und hier auch stromabwärts des kleinen Zirkulationskreises (somit stromabwärts zum Eingang 40 der Rückführleitung 4). Eine Bypass-Leitung 8 beginnt stromaufwärts zur Mündung 41 der Rückführleitung 4 und führt die vom Flüssigkeitseingang 10 stammende Flüssigkeit an der Heizvorrichtung 2 und der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 vorbei zum Mischventil 80, sodass an dem Mischventil 80 kalte Flüssigkeit zum Mischen zur Verfügung steht. There is a mixing valve 80 downstream of the heating device 2 and here also downstream of the small circulation circuit (thus downstream of the inlet 40 of the return line 4). A bypass line 8 begins upstream of the mouth 41 of the return line 4 and leads the liquid coming from the liquid inlet 10 past the heating device 2 and the liquid storage device 3 to the mixing valve 80, so that cold liquid is available at the mixing valve 80 for mixing.
Das Mischventil 80 wird beispielsweise auf 50 °C eingestellt. Durch das Mischventil 80 könnte die Temperatur im kleinen Kreis etwas höher eingestellt werden, oder es können größere Temperatur-Überschwinger zugelassen werden (z. B. 60 °C). Durch Beimischen der kalten Flüssigkeit erlaubt das Mischventil 80 die Begrenzung der Austrittstemperatur auf die beispielsweise vorgenannten 50 °C. The mixing valve 80 is set to 50 ° C., for example. The mixing valve 80 could set the temperature in the small circuit somewhat higher, or larger temperature overshoots could be permitted (e.g. 60 ° C). By mixing in the cold liquid, the mixing valve 80 allows the outlet temperature to be limited to the aforementioned 50 ° C., for example.
Der dritte Temperatursensor T3 ist hier dem Mischventil 80 stromabwärts nachgeordnet und kann somit auch zur Kontrolle des Mischvorgangs verwendet werden. The third temperature sensor T3 is arranged downstream of the mixing valve 80 and can therefore also be used to control the mixing process.
In den Abbildungen Fig. 4 bis 6 werden unterschiedliche Varianten der Flüssigkeitsspei chervorrichtung 3 dargestellt. Dabei können diese Varianten auch unabhängig von der beschriebenen Vorrichtung 1 und somit als separate Erfindungen verwendet werden. 4 to 6 different variants of the liquid storage device 3 are shown. These variants can also be used independently of the device 1 described and thus as separate inventions.
Für die Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 sind viele Geometrien denkbar. Geeignet sind solche, die eine möglichst gute Trennung zwischen dem gespeicherten warmen Wasser und dem nachströmenden kalten Wasser ermöglichen. Many geometries are conceivable for the liquid storage device 3. Suitable are those which enable the best possible separation between the stored warm water and the cold water flowing in.
Im Fall der Variante der Fig. 4 handelt es sich quasi um eine Art (aufgewickelter) Schlauch. Durch die große Länge im Verhältnis zur Querschnittsfläche findet hier nur eine sehr geringe Durchmischung statt. Ein solches konzentrisch aufgewickeltes Rohr zeigt die Fig. 4. Wie zu erkennen, ist der Durchmesser klein gegenüber der Längserstreckung der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3. In the case of the variant of FIG. 4, it is a kind of (wound) hose. Due to the large length in relation to the cross-sectional area, there is only very little mixing here. Such a concentrically wound tube is shown in FIG. 4. As can be seen, the diameter is small compared to the longitudinal extent of the liquid storage device 3.
Mit einer größer werdenden Querschnittsfläche im Verhältnis zur Länge nimmt die Durchmischung in der Regel zu. As the cross-sectional area increases in relation to the length, the mixing generally increases.
In der Ausgestaltung der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 der Fig. 5 strömt die Flüssig keit über den hier als Eingang dienenden unteren Flüssigkeitsanschluss 31 hinein. Von dort strömt die Flüssigkeit in dem unteren flüssigkeitsführenden Bereich 33, der sich hier über einen Höhenbereich entlang der Längsachse 30 erstreckt. Dem flüssigkeitsführen den Bereich 33 kann somit im Wesentlichen eine Höhe zugeordnet werden. Dabei ent spricht - wie hier dargestellt - die Längsachse 30 der Richtung der Erdanziehung. Gegen die Erdanziehung bewegt sich die Flüssigkeit in dem Steigbereich 35, um an der oberen Spitze hinab in den Fallbereich 36 zu fließen. Von dort bewegt sich die Flüssigkeit in dem oberen flüssigkeitsführenden Bereich 34 zu dem Flüssigkeitsanschluss 32, der hier als Ausgang fungiert. In the embodiment of the liquid storage device 3 of FIG. 5, the liquid flows through the lower liquid connection 31 serving here as an input. From there, the liquid flows in the lower liquid-carrying region 33, which here extends over a height region along the longitudinal axis 30. A height can thus essentially be assigned to the area 33 carrying the liquid. Here corresponds - as shown here - the longitudinal axis 30 of the direction of gravity. The liquid moves in the rising region 35 against the gravitational pull of the earth in order to flow down into the falling region 36 at the upper tip. From there, the liquid moves in the upper liquid-carrying region 34 to the liquid connection 32, which functions here as an outlet.
Der Pfad der Flüssigkeit soll verhindern, dass sich die kalte nachströmende Flüssigkeit mit der warmen, bereits in der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 befindlichen Flüssigkeit vermischt. Dabei ergibt sich in der dargestellten Ausführung der Strömungskanäle insge samt eine Form in der Art des Großbuchstabens„L“. The path of the liquid is intended to prevent the cold inflowing liquid from mixing with the warm liquid already in the liquid storage device 3. The design of the flow channels together results in a shape in the manner of the capital letter “L”.
In der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 der Fig. 6 befinden sich zwischen den Flüssig keitsanschlüssen 31 , 32, die hier - wie durch die Pfeile angedeutet - als Ein- bzw. Aus gang für die Flüssigkeit dienen, hier beispielshaft vier Lagen, die jeweils einer Höhe ent lang der Längsachse 30 zugeordnet sind. Die Flüssigkeit passiert dabei die mäanderför migen Schichten, die jeweils übereinander angeordnet und jeweils durch Trennwände voneinander getrennt sind. Die Trennwände sind dabei ausreichend von jeweils einer Sei tenwand entfernt, sodass sich jeweils ein Spalt für den Aufstieg der Flüssigkeit in die nächst höhere Schicht ergibt. Bezugszeichenliste In the liquid storage device 3 of FIG. 6 there are between the liquid connections 31, 32, which - as indicated by the arrows - serve as an inlet or outlet for the liquid, here four layers, each of which is one height long are assigned to the longitudinal axis 30. The liquid passes through the meandering layers, which are arranged one above the other and each separated by partitions. The partitions are sufficiently distant from one side wall, so that there is a gap for the liquid to rise into the next higher layer. Reference symbol list
1 Vorrichtung 1 device
2 Heizvorrichtung 2 heater
3 Flüssigkeitsspeichervorrichtung 3 liquid storage device
4 Rückführleitung 4 return line
5 Steuervorrichtung 5 control device
6 Gehäuse 6 housing
7 Leitungssystem 7 pipe system
8 Bypass-Leitung 8 bypass line
10 Flüssigkeitseingang 10 liquid inlet
11 Flüssigkeitsausgang 11 liquid outlet
20 Brenner 20 burners
21 Wärmetauscher 21 heat exchangers
30 Längsachse der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 30 longitudinal axis of the liquid storage device
31 Flüssigkeitsanschluss der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 31 Liquid connection of the liquid storage device
32 Flüssigkeitsanschluss der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 32 Liquid connection of the liquid storage device
33 flüssigkeitsführender Bereich der Flüssigkeitsspeichervorrichtung 33 liquid-carrying area of the liquid storage device
34 flüssigkeitsführender Bereich der Flüssigkeitsspeichervorrichtung34 liquid-carrying area of the liquid storage device
35 flüssigkeitsführender Steigbereich der Flüssigkeitsspeichervorrichtung35 fluid-carrying riser area of the fluid storage device
36 flüssigkeitsführender Fallbereich der Flüssigkeitsspeichervorrichtung36 liquid-carrying drop area of the liquid storage device
40 Eingang der Rückführleitung 40 Incoming return line
41 Mündung der Rückführleitung 41 Mouth of the return line
42 Pumpe 42 pump
43 Rückschlagventil 43 check valve
80 Mischventil 80 mixing valve
F Fließrichtung F flow direction
T1 T emperatursensor T1 temperature sensor
T2 T emperatursensor T2 temperature sensor
T3 T emperatursensor T3 temperature sensor
V1 Durchflusssensor V1 flow sensor
V2 Durchflusssensor V2 flow sensor

Claims

Patentansprüche Claims
1. Vorrichtung (1 ) zum Erwärmen einer Flüssigkeit, 1. Device (1) for heating a liquid,
mit einem Flüssigkeitseingang (10), einem Flüssigkeitsausgang (1 1 ), einer Heiz vorrichtung (2), einer Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3), einer Rückführleitung (4), einer Steuervorrichtung (5), einer Pumpe (42) und einem Rückschlagventil (43), With a liquid inlet (10), a liquid outlet (1 1), a heating device (2), a liquid storage device (3), a return line (4), a control device (5), a pump (42) and a check valve (43) ,
wobei die Vorrichtung (1 ) in einem Wohnwagen, einem Wohnmobil, einem Fahr zeug oder einem Boot verwendbar ist, the device (1) being usable in a caravan, a mobile home, a vehicle or a boat,
wobei über den Flüssigkeitseingang (10) Flüssigkeit in die Vorrichtung (1 ) ein strömt, wherein liquid flows into the device (1) via the liquid inlet (10),
wobei über den Flüssigkeitsausgang (1 1 ) Flüssigkeit aus der Vorrichtung (1 ) aus strömt, wherein liquid flows out of the device (1) via the liquid outlet (1 1),
wobei die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitseingang (10) zu dem Flüssigkeitsaus gang (1 1 ) in einer Fließrichtung (F) strömt, wherein the liquid flows from the liquid inlet (10) to the liquid outlet (1 1) in a flow direction (F),
wobei die Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) derartig ausgestaltet ist, dass die einströmende Flüssigkeit die in der Flüssigkeitsspeichervorrichtung (2) befindliche Flüssigkeit voranschiebt, wherein the liquid storage device (3) is designed such that the inflowing liquid pushes the liquid in the liquid storage device (2) forward,
wobei die Heizvorrichtung (2) thermische Energie auf die Flüssigkeit überträgt, wobei die Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) eine vorgebbare Menge der Flüssig keit aufnimmt, wherein the heating device (2) transfers thermal energy to the liquid, the liquid storage device (3) absorbing a predeterminable amount of the liquid,
wobei die Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) entlang der Fließrichtung (F) der Heizvorrichtung (2) vorgelagert ist, the liquid storage device (3) being arranged upstream of the heating device (2) along the flow direction (F),
wobei die Rückführleitung (4) einen Teil eines Zirkulationskreises bildet, in dem die Flüssigkeit zirkuliert, the return line (4) forming part of a circulation circuit in which the liquid circulates,
wobei ein Eingang (40) der Rückführleitung (4) in Fließrichtung (F) der Heizvorrich tung (2) nachgelagert ist, an input (40) of the return line (4) downstream of the heating device (2) in the flow direction (F),
wobei eine Mündung (41 ) der Rückführleitung (4) in Fließrichtung (F) der Flüssig keitsspeichervorrichtung (3) vorgelagert ist, wherein an opening (41) of the return line (4) in the flow direction (F) of the liquid speed storage device (3) is upstream,
wobei die Pumpe (42) die Flüssigkeit in der Rückführleitung (4) bewegt, wobei das Rückschlagventil (43) dafür sorgt, dass die Flüssigkeit in der Rückführ leitung (4) nur in eine Richtung strömt, the pump (42) moving the liquid in the return line (4), the check valve (43) ensuring that the liquid in the return line (4) only flows in one direction,
wobei die Vorrichtung (1 ) ferner mindestens einen Temperatursensor (T1 , T2, T3, T4) zur Messung einer Temperatur einer Flüssigkeit und/oder mindestens einen Durchflusssensor (V1 , V2) zur Messung eines Durchflusses einer Flüssigkeit auf weist, und the device (1) further comprising at least one temperature sensor (T1, T2, T3, T4) for measuring a temperature of a liquid and / or at least one Flow sensor (V1, V2) for measuring a flow of a liquid, and
wobei die Steuervorrichtung (5) in Abhängigkeit von mindestens einer gemesse nen Temperatur und/oder von mindestens einem gemessenen Durchfluss die Pumpe (42) steuert. wherein the control device (5) controls the pump (42) as a function of at least one measured temperature and / or at least one measured flow.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , 2. Device (1) according to claim 1,
wobei ein Ausströmen von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsausgang (1 1 ) ein Ein strömen von Flüssigkeit über den Flüssigkeitseingang (10) bewirkt. wherein an outflow of liquid from the liquid outlet (1 1) causes an inflow of liquid through the liquid inlet (10).
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, 3. Device (1) according to claim 1 or 2,
wobei die Heizvorrichtung (2) einen Brenner (20) zum Verbrennen eines Luft- Brennstoff-Gemischs und einen Wärmetauscher (21 ) aufweist, und wherein the heating device (2) has a burner (20) for burning an air / fuel mixture and a heat exchanger (21), and
wobei der Brenner (20) vor einem Brennvorgang für eine vorgebbare Vorspülzeit einen Vorspülvorgang mit Luft erfährt. wherein the burner (20) undergoes a pre-purging process with air before a baking process for a predefinable pre-purging time.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Device (1) according to one of claims 1 to 3,
wobei die Vorrichtung (1 ) ferner ein Gehäuse (6) aufweist, und wherein the device (1) further comprises a housing (6), and
wobei die Rückführleitung (4) zumindest teilweise zu einem außerhalb des Gehäu ses (6) befindlichen Leitungssystem (7) zur Führung von Flüssigkeit gehört. wherein the return line (4) at least partially belongs to a line system (7) located outside the housing (6) for carrying liquid.
5. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. Device (1) according to one of claims 1 to 4,
wobei die Vorrichtung (1 ) ferner mindestens einen Temperatursensor (T1 , T2, T3, T4) zur Messung einer Temperatur einer Flüssigkeit und/oder mindestens einen Durchflusssensor (V1 , V2) zur Messung eines Durchflusses einer Flüssigkeit auf weist, und wherein the device (1) further comprises at least one temperature sensor (T1, T2, T3, T4) for measuring a temperature of a liquid and / or at least one flow sensor (V1, V2) for measuring a flow of a liquid, and
wobei die Steuervorrichtung (5) in Abhängigkeit von mindestens einer gemesse nen Temperatur und/oder von mindestens einem gemessenen Durchfluss die Heizvorrichtung (2) steuert. wherein the control device (5) controls the heating device (2) as a function of at least one measured temperature and / or at least one measured flow.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. Device (1) according to one of claims 1 to 5,
wobei die Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) als konzentrisch verlaufende Rohrschlange ausgestaltet ist. wherein the liquid storage device (3) is designed as a concentric pipe coil.
7. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 7. Device (1) according to one of claims 1 to 5,
wobei die Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) mindestens zwei Flüssigkeitsan schlüsse (31 , 32) aufweist, wherein the liquid storage device (3) has at least two liquid connections (31, 32),
wobei die Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) zwei flüssigkeitsführende Bereiche wherein the liquid storage device (3) has two liquid-carrying areas
(33, 34) zwischen den zwei Flüssigkeitsanschlüssen (31 , 32) aufweist, (33, 34) between the two liquid connections (31, 32),
wobei die zwei flüssigkeitsführenden Bereiche (33, 34) unterschiedlichen Höhen entlang einer Längsachse (30) der Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) zugeordnet sind, the two liquid-carrying areas (33, 34) being assigned different heights along a longitudinal axis (30) of the liquid storage device (3),
wobei die Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) einen flüssigkeitsführenden Steigbe reich (35) und einen flüssigkeitsführenden Fallbereich (36) zwischen den zwei Flüssigkeitsanschlüssen (31 , 32) aufweist, wherein the liquid storage device (3) has a liquid-carrying riser area (35) and a liquid-carrying drop area (36) between the two liquid connections (31, 32),
wobei der flüssigkeitsführende Steigbereich (35) und der flüssigkeitsführende Fall bereich (36) sich jeweils entlang der Längsachse (30) erstrecken, und wherein the liquid-carrying rising area (35) and the liquid-carrying falling area (36) each extend along the longitudinal axis (30), and
wobei die Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) die Flüssigkeit in dem flüssigkeits führenden Steigbereich (35) und in dem flüssigkeitsführenden Fallbereich (36) in unterschiedliche Richtungen strömen lässt. wherein the liquid storage device (3) allows the liquid to flow in different directions in the liquid-carrying riser area (35) and in the liquid-carrying fall area (36).
8. Verfahren zum Erwärmen einer Flüssigkeit, 8. method of heating a liquid,
wobei die Flüssigkeit durch eine Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) hindurchge führt wird, wherein the liquid is passed through a liquid storage device (3),
wobei in einer der Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) in einer Fließrichtung (F) der Flüssigkeit nachgelagerten Heizvorrichtung (2) thermische Energie auf die Flüs sigkeit übertragen wird, wherein in a liquid storage device (3) in a flow direction (F) of the liquid downstream heating device (2) thermal energy is transferred to the liquid,
wobei die Flüssigkeit mehrfach durch die Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) und/oder durch die Heizvorrichtung (2) hindurchgeführt wird, und wherein the liquid is passed several times through the liquid storage device (3) and / or through the heating device (2), and
wobei solange thermische Energie auf die Flüssigkeit übertragen wird, bis eine whereby thermal energy is transferred to the liquid until a
Temperatur der Flüssigkeit eine vorgebbare untere Schaltschwelle überschritten hat. Temperature of the liquid has exceeded a specifiable lower switching threshold.
9. Verfahren nach Anspruch 8, 9. The method according to claim 8,
wobei zwischen einem Anfordern eines Heizvorgangs der Heizvorrichtung (2) und einem Beginn des Heizvorgangs mindestens ein sich über eine Totzeit erstrecken der Vorbereitungsschritt ausgeführt wird. the preparation step being carried out between a request for a heating process of the heating device (2) and a start of the heating process, which extends over a dead time.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, 10. The method according to claim 8 or 9,
wobei eine Temperatur der Flüssigkeit in einem vorgebbaren Temperaturbereich gehalten wird. wherein a temperature of the liquid is kept in a predeterminable temperature range.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, 11. The method according to any one of claims 8 to 10,
wobei - vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Nutzersteuerung - die erwärmte Flüssigkeit ausgegeben wird, und wherein - preferably depending on a user control - the heated liquid is dispensed, and
wobei in dem Fall, dass für die ausgegebene Flüssigkeit eine erforderliche Heiz leistung unterhalb einer durch die Heizvorrichtung (2) gegebenen Heizleistung liegt, ein durch die Heizvorrichtung (2) gegebener Überschuss an Heizleistung auf mehrfach durch die Flüssigkeitsspeichervorrichtung (3) und/oder durch die Heiz vorrichtung (2) hindurchgeführte Flüssigkeit übertragen wird. in the event that a required heating power for the liquid dispensed is below a heating power given by the heating device (2), an excess heating power given by the heating device (2) is repeated by the liquid storage device (3) and / or by the Heating device (2) liquid passed through is transferred.
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