PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004021432A1 24.11.2005
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Wassertemperatur, insbesondere eines Durchlauferhitzers
Anmelder Stiebel Eltron GmbH & Co. KG, 37603 Holzminden, DE
Erfinder Grobe, Michael, 37671 Höxter, DE
DE-Anmeldedatum 28.04.2004
DE-Aktenzeichen 102004021432
Offenlegungstag 24.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.11.2005
IPC-Hauptklasse F24H 9/20
IPC-Nebenklasse H05B 1/02   
Zusammenfassung Bei einem Verfahren zur Steuerung der Wassertemperatur eines Warmwasserbereiters soll ein verbesserter Verbrühschutz erreicht werden. Es ist ein erster Temperaturwert WT1 vorgegeben, bis zu dem das Wasser mit einem steilen, ersten Temperaturgradienten G1 erhitzt wird. Danach wird bei der Steuerung der Temperaturgradient zwangsläufig auf einen zweiten Wert G2 erniedrigt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Wassertemperatur bei einem Warmwasserbereiter, insbesondere Durchlauferhitzer.

Bei einem Durchlauferhitzer nach der DE 37 39 676 A1 wird ein Signal ausgelöst, das den Benutzer auf die bei hohen eingestellten Solltemperaturen bestehende Verbrühungsgefahr hinweist.

Beim Durchlauferhitzer der DE 196 52 130 A1 ist ein Einstellglied zur Temperaturvorwahl und eine Einstellmöglichkeit "Verbrühschutz" vorgesehen. Ist die Funktion "Verbrühschutz" aktiviert, dann kann der Nutzer die Temperaturvorwahl nicht auf eine höhere Temperatur stellen.

Eine von rot nach grün umschaltende Leuchtanzeige zeigt an, ob sich der eingestellte Sollwert der Auslauftemperatur unterhalb oder oberhalb des Grenzwertes des Verbrühschutzes befindet.

Beim Warmwasserbereiter der DE 100 13 089 A1 ist eine einstellbare Rastvorrichtung vorgesehen, die mit einer Regelvorrichtung zusammenwirkt. Je nach Stellung der Rastvorrichtung wird der Einstellbereich der Regelvorrichtung begrenzt, da die Wassertemperatur auf einen Wert begrenzbar ist, bei dem noch keine Verbrühungsgefahr besteht.

In der DE 101 14 196 C1 ist ein Heißwasserbereiter mit mehreren Einstellvorrichtungen beschrieben. Eine spezielle Einstellvorrichtung, die für einen speziellen Nutzerkreis gedacht ist, beschränkt die Einstellbarkeit der Solltemperatur auf einen bestimmten Grenzwert, beispielsweise auf einen Grenzwert, bei dem für den Nutzerkreis keine Verbrühungsgefahr besteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, für den Nutzer einen Verbrühschutz zu ermöglichen, auch wenn verschiedene Nutzer unterschiedliche Verbrühschutztemperaturen wünschen.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 hinsichtlich des Verfahrens und des Anspruchs 11 hinsichtlich der Vorrichtung gelöst.

Bis zum ersten Temperaturwert wird das Wasser schnell, mit steilem Temperaturgradienten pro Zeiteinheit aufgeheizt.

Infolge des zwischen dem ersten Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert verflachten Temperaturanstiegs pro Zeiteinheit hat der Benutzer, der durch eine zwischen dem ersten Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert auftretende Temperatur überrascht wird, hinreichend Zeit, darauf durch eine geeignete Gegenmaßnahme zu reagieren, ohne sich schon ernstlich verbrüht zu haben oder zu verbrühen. Er kann beispielsweise einen Temperaturregler zurückdrehen, die Kaltwassermenge erhöhen oder dem ihm zu heiß erscheinenden Wasserstrahl ausweichen.

Ein anderer Nutzer, der eine höhere Temperatur wünscht, wird durch den verflachten Temperaturanstieg zwischen dem ersten Temperaturwert und dem zweiten Temperaturwert kaum beeinträchtigt. Günstig ist dabei auch, dass der Temperaturanstieg pro Zeiteinheit nicht von vornherein, sondern erst beim Erreichen des ersten Temperaturwerts reduziert wird, so dass bis dahin das durchfließende Wasser schnell erwärmt wird.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.

In der Zeichnung zeigen:

1 einen Durchlauferhitzer und

2 eine Temperatur-Zeitkennlinie des Durchlauferhitzers.

Bei einem elektronischen Durchlauferhitzer lässt sich üblicherweise die maximal gewünschte Auslauftemperatur mechanisch oder elektronisch einstellen. Nach 1 ist hierfür am Durchlauferhitzer 1 ein Stellglied 2 vorgesehen, mit dem sich die an einer Zapfstelle 3 auftretende Wassertemperatur begrenzen lässt. Damit ist ein Verbrühschutz möglich, indem der Nutzer die Temperatur auf einen hinreichend niedrigen Sollwert einstellt. Bei diesem Stand der Technik können insbesondere zwei Problemfälle auftreten, die dennoch eine Verbrühungsgefahr mit sich bringen. Es sind dies:

  • a) der Nutzer hat die Temperatur fälschlicherweise nicht auf einen gewünschten niedrigen Sollwert eingestellt,
  • b) ein anderer Nutzer hat die Temperatur höher eingestellt, was möglicherweise ihm als Verbrühschutz genügt, jedoch für den ersten Nutzer zu heiß ist.

Um dennoch dem (ersten) Nutzer eine gewisse Sicherheit gegen Verbrühen zu geben, arbeitet der beschriebene Durchlauferhitzer folgendermaßen (vgl. 2):

Nach dem Einschalten, zum Zeitpunkt t0, des Durchlauferhitzers 1 erhitzt dieser das durchfließende Wasser schnell – mit steilem Temperaturgradienten G1, bis zu einem in einer Steuerelektronik 4 des Durchlauferhitzers 1 vorgegebenen ersten Temperaturwert WT1. Dieser liegt vorzugsweise so, dass für niemanden erhebliche Verbrühgefahr besteht. Er beträgt beispielsweise 35°C bis 45°C.

Hat das durchströmende Wasser den ersten Temperaturwert WT1 erreicht, was im Beispielsfall zum Zeitpunkt t1 der Fall ist, dann schaltet die Steuerelektronik 4 den Durchlauferhitzer auf einen flacheren, zweiten Temperaturgradienten G2 (vgl. 2). Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Steuerelektronik 4 die Heizleistung erniedrigt oder die Wasserdurchflussmenge erhöht. In Funktionsumkehr kann als Kriterium für das Einschalten des flacheren Temperaturgradienten G2 auch das Erreichen des Zeitpunktes t1 verwendet werden.

Während des nach dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 verlangsamt erfolgenden Weiterheizens hat der aktuelle Nutzer Zeit und Gelegenheit auf die ihm unter Umständen doch zu hoch erscheinende Wassertemperatur zu reagieren, ohne dass er durch eine nach dem Zeitpunkt t1 schnell ansteigende Temperatur einer Verbrühgefahr ausgesetzt ist. Er kann je nach Einrichtung des Durchlauferhitzers 1 die Heizleistung weiter herabsetzen, die Wasserdurchflussmenge weiter erhöhen, das Wasserzapfen abschalten oder dem Wasserstrahl ausweichen oder entsprechende Maßnahmen treffen, ohne währenddessen verbrüht zu werden.

Ist der Nutzer mit dem Temperaturverlauf zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 vom ersten Temperaturwert WT1 auf den zweiten Temperaturwert WT2 zufrieden, dann wird er nichts unternehmen. Zum Zeitpunkt t2 wird der zweite Temperaturwert WT2 erreicht sein, wonach die Steuerelektronik 4 wieder auf einen steileren Temperaturgradienten G3 umschaltet (vgl. 2), so dass das Wasser schnell auf einen vom Nutzer am Stellglied 2 eingestellten Sollwert WT3 erhitzt wird. Im Beispielsfall liegt der Sollwert WT3 bei 65°C. Je nach Nutzerwunsch kann er auch zwischen 40°C und 65°C oder unter 40°C eingestellt sein, wobei im letztgenannten Fall der zwischen t1 und t2 verflachte Temperaturgradient G2 nicht wirksam wird.

Im Beispielsfall beträgt die Zeitspanne t1 bis t2 4 s bzw. die entsprechende Temperaturdifferenz WT2 – WT1 10K. Diese Zeitspanne ist lang genug, um dem Nutzer hinreichend Reaktionszeit zu geben, ohne verbrüht zu werden. Der Temperaturgradient G2 beträgt im genannten Fall 10 K/4 s = 2,5 K/s. Er kann auch zwischen 0,5 K/s und 30 K/s liegen.

Die beschriebene, zusätzliche, dynamische Verbrühschutzfunktion kann abschaltbar sein. An einer Statusanzeige 5 des Durchlauferhitzers kann angezeigt werden, ob die Verbrühschutzfunktion ein- oder abgeschaltet ist. Es kann auch angezeigt werden, ob die Solltemperatur WT3 höher als der zweite Temperaturwert WT2 und/oder der erste Temperaturwert WT1 eingestellt ist.

Die beschriebene Verbrühschutzfunktion bietet dem Nutzer auf einfache Weise eine zusätzliche Sicherheit, was insbesondere bei einem elektronischen Durchlauferhitzer für mehrere Zapfstellen und/oder mehrere Nutzer vorteilhaft ist. Diese Verbrühschutzfunktion ist auch erreicht, wenn nach dem Erreichen des zweiten Temperaturwerts WT2 nicht mehr auf einen steileren Temperaturgradienten G3 umgeschaltet wird. Allerdings erfolgt dann das Endaufheizen vom zweiten Temperaturwert WT2 auf den eingestellten Sollwert WT3 nicht mit dem steilen Temperaturgradienten G3, sondern mit dem flacheren Temperaturgradienten G2 und damit langsamer.

Der Temperaturverlauf mit dem Temperaturgradienten G2 ist zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 im wesentlichen linear. Er kann jedoch auch nichtlinear verlaufen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Steuerung der Wassertemperatur auf einen Sollwert bei einem Warmwasserbereiter, insbesondere Durchlauferhitzer, dadurch gekennzeichnet, dass für die Steuerung ein erster Temperaturwert (WT1) vorgegeben wird, bis zu dem das Wasser mit steilem Temperaturgradienten (G1) erhitzt wird, und dass bei Erreichen dieses ersten Temperaturwerts (WT1) der Temperaturgradient auf einen zweiten Wert (G2) erniedrigt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass spätestens, wenn ein zweiter, höherer vorgegebener Temperaturwert (WT2) erreicht wird, mit einem steileren, dritten Temperaturgradienten (G3) das Wasser auf die eingestellte Solltemperatur (WT3) erhitzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, erniedrigte Temperaturgradient (G2) flacher ist als der erste Temperaturgradient (G1) und der dritte Temperaturgradient (G3).
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturgradient (G1) und der dritte Temperaturgradient (G3) gleich oder unterschiedlich steil sind.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperaturgradient (G2) zwischen 0,5 K/s und 30 K/s liegt, insbesondere etwa 2,5 K/s beträgt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer (t1 bis t2) des zweiten Temperaturgradienten (G2) etwa 3 s bis 10 s, insbesondere 4 s, beträgt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschalten des zweiten Temperaturgradienten (G2) abschaltbar ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Schaltzustand des zweiten Temperaturgradienten (G2) angezeigt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturwert (WT1) kleiner als eine Verbrühtemperatur ist, insbesondere < 45°C oder 43°C ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperaturwert (WT2) größer als der erste Temperaturwert (WT1) ist und kleiner als die maximal einstellbare Solltemperatur (WT3) ist.
  11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere bei einem Durchlauferhitzer, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerelektronik (4) das Wasser bis zu einem ersten in ihr gespeicherten Temperaturwert (WT1) mit einem steilen Temperaturgradienten (G1) erhitzt und danach das weitere Erhitzen mit einem flacheren Temperaturgradienten (G2) bis zum Erreichen eines zweiten Temperaturwerts (WT2) durchführt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (4) ab dem zweiten Temperaturwert (WT2) das weitere Erhitzen mit einem Temperaturgradienten (G3) durchführt, der steiler als der zweite Temperaturgradient (G2) ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Statusanzeige (5) anzeigt, ob der flache Temperaturgradient (G2) wirksam geschaltet ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche


Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com