DE2154523A1 - Elektrisch beheizter durchlauferhitzer - Google Patents
Elektrisch beheizter durchlauferhitzerInfo
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Description
- lekttisch beheizter Durchlauferhitzer Die Erfindung betrifft einen elektrisch beheizten Durchlauferhitzer mit mehreren, in drei Phasen liegenden Heizwiderständen, die in Abhängigkeit vom Leistungsbedarf zwangsläufig zu- bzw.
- abgeschaltet werden.
- Derartige drehstrombetriebene Durchlauferhitzer weisen in der Regel in Dreieckschaltung angeordnete Heizwiderstände auf. Es ist bekannt, bei solchen Geräten die Zu- bzw. Abschaltung von Phasen und damit der in ihnen liegenden Heizwiderstände in Abhängigkeit von der Wasserdurchflußmenge als Maßstab-des Leistungsbedarfs vorzunehmen. Dadurch weist die Temperatur des entnommenen Wassers beim Einschalten einer Phase den Sollwert auf, bei steigender Wasserentnahme sinkt sie aber dann bis zum Erreichen der nächsten Schaltstufe ab. ähnliche Temperaturschwankungen im umgekehrten Sinne treten natürlich bei einer Verringerung der Durchflußmenge auf.
- Zur Beseitigung dieses Nachteils ist bereits vorgeschlagen worden, die Heizwiderstände temperaturabhängig zu steuern. Dabei sind jedem Heizwiderstand zwei antiparallel geschaltete Thyristoren zugeordnet, deren Zündwinkel in Abhängigkeit von der Sollwertabweichung der Wassertemperatur gesteuert wird. Durch eine derartige Schaltung wird zwar eine von der Durchflußmenge unabhängige konstante Wassertemperatur erzielt, jedoch werden die Geräte durch eine derartige Schaltung sehr erheblich verteuert. Außerdem treten bei den zu schaltenden Leistungen erhebliche Funkstörungen auf, die nur mit einem nicht geringen zusätzlichen Aufwand an Entstörmitteln unterdrückt werden können. Diese Störungen entstehen durch die hierbei verwendete sogenannte Phasenanschnittsteuerung der Halbleiterelemente. Eine Verwendung der in dieser Hinsicht günstigeren Impulspaketsteuerung anstelle der Phasenanschnittsteuerung vergrößert aber den Bauaufwand bef dieser Konstruktion noch weiter.
- Bei der geschilderten Bauart wird im übrigen ein temperaturabhängig seinen Wert ändernder, dem Wasserauslauf zugeordneter Widerstand v-erwendet, der dann die elektronische Steuerung beeinflußt.
- Es ist weiter bekannt geworden, um die Nachteile der eben beschriebenen Konstruktion zu vermeiden, in einem Durchlauferhitzer der eingangs erwähnten Gattung einem der Heizwiderstände anstelle eines in Abhängigkeit von der Durchflußmenge gesteuerten Schalters einen fühlergesteuerten Temperaturregler zuzuordnen. Der Regler weist einen, mittels den Temperaturfühler enthaltenden RC-Glied über Diac gesteuerten Thyristor als Schaltelement auf. Die Zündung des Thyristors erfolgt im Nulldurchgang der Phasenspannung, um Funkstörungen weitgehend zu vermeiden.
- Auch die zuletzt erwähnte Lösung weist beträchtliche Nachteile auf. Die Wassertemperatur ist nur innerhalb eines gewissen Bereiches regelbar, d.h. eine stufenlose Wahl konstanter Wassertemperatur über den gesamten Bereich der zur Verfügung stehenden Leistung ist nicht gewährleistet. Außerdem erfordert die zuletzt geschilderte Bauart neben dem Thyristor weiter baulich und räumlich aufwendige Schalter, da deren Schaltkontakte hoch belastbar sein müssen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile der bekannten Bauarten zu vermeiden. Es soll ein gut funktionierender Durchlauferhitzer geschaffen werden, der die stufenlose Wahl einer konstanten Wassertemperatur über den gesamten Leistungsbereich des Gerätes ermöglicht-und dabei -nicht zuletzt durch Ermöglichung einer Vereinfachung seiner Schalteinrichtungen - baulich-weniger aufwendig als die bekannten Geräte ist, insb. auch räumlich günstiger als diese gebaut ist, was ja für einen Durchlauferhitzer besonders wichtig ist.
- Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Heizwiderstände im Stern geschaltet sind, wobei der Mittelpunktleiter nicht mit dem Nulleiternetz verbunden ist, wobei ferner eine Phase über einen elektronischen Leistungsschalter geführt ist und wobei eine - mit einem in Abhängigkeit von der Wasserdurchflußmenge über Differenzdruckschalter betätigten, schließpunktmäßig auf die erforderliche Mindestdurchflußmenge eingestellten, mechanischen Schaltkontakt in ihrer Spannungszuleitung versehene - von der Wasserauslauitemperatur und einem eingestellten Temperatursollwert abhängig wirkende, mit an sich bekannten Mitteln arbeitende elektronische Steuerung vorgesehen ist, welche sowohl den elektronischen Leistungsschalter als auch ein Hilfsschütz, tber welches eine andere Phase geführt ist, zur Zu- bzw. Abschaltung dieser anderen Phase, und zwar derart steuert, daß bei deren Zuschaltung der elektronische Leistungsschalter vorubergehend ausgetastet und nach dem Ende der Austastzeit allmählich bis zum Erreichen der Wassersolltemperatur seine jeweilige Einschaltdauer gesteuert wird, während die dritte Phase des Gerätes so ausgestattet ist, daß sie jedenfalls Spannung führt, bevor der vorher erwähnte Schaltkontakt in der Zuleitung für die elektronische Steuerung schließt. Mit Vorteil wird dabei der elektronische Leistungsschalter als ein Triac oder zwei antiparallel geschaltete Thyristoren ausgeführt.
- Die Vorrichtung nach der Erfindung kommt also mit nur einem Triac und einem mechanischen Leistungsschaltkontakt aus. Die übrigen Schaltkontakte und Schaltmittel beanspruchen sehr wenig Bau- und Raumaufwand.
- Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich aus durch eine Schaltungsausbildung zur jeweiligen Zündung des elektronischen Leistungsschalters im Nulldurchgang der Phasenspannung. Dadurch werden die sonst bei der Phasenanschnittsteuerung entstehenden Funkstörungen vermieden bzw. Mittel zu deren Beseitigung eingespart.
- Ferner geht man in vorteilhafter Weise erfindungsgemäß so vor, daß die dritte Phase über einen vom Differenzdruckschalter betätigten mechanischen Kontakt geführt ist, welcher - diese Phase zuschaltend - bei einer Wasserdurchflußmenge anspricht, die kleiner ist als die über den Differenzdruckschalter den Schaltkontakt in der Spannungszuleitung der elektronischen Steuerung betätigende Durchflußmenge.
- Diese Ausführung ermöglicht zur Erzielung einer möglichst kleinen Zeitkonstante der Regelstrecke. die Verwendung von Blankdrahtheizkpern, ohne daß aber ein aufwendiger Schalter eingebaut werden muß, denn der hier erwähnte mechanische Schaltkontakt befindet sich ja in Einschaltstellung, bevor eine der beiden anderen Phasen zugeschaltet werden kann. Baulich günstig ist hierbei die Ausbildung des in Rede stehenden Kontaktes als schleichender Kontakt.
- Anhand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
- Die einzige Figur der Zeichnung stellt den vereinfachten Schaltplan eines erfindungsgemäßen Durchlauierhitzers dar Mit 1, 2 und 3 sind die drei Heizwiderstände - hier in Blankdrahtausführung -bezeichnet, die im Stern mit den drei Phasen R, S, T geschaltet sind. Der Mittelpunktleiter 4 ist jedoch nicht mit dem Nullleiternetz verbunden. Das Gerät weist einen nicht in der Zeichnung dargestellten Differenzdruckschalter bekannter Art auf, welcher in Abhängigkeit von der Durchflußmenge die beiden mechanischen Schaltkontakte 5 und 6 zum Ansprechen bringt. Die Auslegung erfolgt so, daß der Kontakt 5 bei einer kleineren Wasserdurchlaufmenge anspricht als sie zur Betätigung des Kontaktes 6 erforderlich ist. Zum Beispiel spricht also der Kontakt 5 bei einer Durchlaufmenge von 3,5 1/min an und der Kontakt 6 bei einer Durchlaufmenge von 3,7 oder 3,8 1/min.
- Bei Schließung des Kontaktes 6 erhält die elektronische Steuerung 7 Strom. Diese mit an sich bekannten Mitteln arbeitende elektronische Steuerung 7 wirkt von der Wasserauslauftemperatur und einem eingestellten Temperatursoliwert abhängig. Sie steuert einen als Triac ausgeführten elektronischen Leistungsschalter 8, über den die Phase S geführt ist. Der Triac 8, im Nulldurchgang der Phasenspannung angesteuert, schlatet also die Phase S zu, nachdem der Kontakt 6 - wie schon beschrieben - die Stromzufuhr zur Elektronik 7 ermöglicht hat.
- Der mechanische Kontakt 5, über den die Phase R geführt ist, hatte bereits vorher geschlossen, so daß nun die Heizkörper 1 und 2, in Reihe geschaltet, an den zwei Phasen R und S liegen. Das symmetrische Drehstromheizsystem hat damit 50 % seiner Leistung, wenn der Triac zeitlich voll eingeschaltet ist. Darüberhinaus ist- es möglich, eine Temperaturwahl des auslaufenden Wassers vorzunehmen.
- Infolge der beschriebenen Auslegung und Anordnung muß der Kontakt 5 den Strom nur führen, nicht jedoch schlaten, so daß er klein und einfach, zum Beispiel mit schleichender Kontaktgabe, ausgeführt sein kann. Auch der Kontakt 6 kann, wie aus dem Gesagten sich ergibt, klein gehalten werden. Wenn in dem Gerät Rohrheizkörper verwendet werden, kann infolge des fehlenden Spannungspotentials im Wasserkanal der Schaltkontakt 5 überhaupt entfallen, weil im durch den Triac ausgeschalteten Zustand der Phase ja kein Strom fließen kann, vorausgesetzt, das Hilfsschütz 9 ist geöffnet.
- Bei einem Bedarf von mehr als 50 e der Heizleistung des Gerätes wird über das Hilfsschütz 9 die Phase T zugeschaltet. Die Steuerung des Hilfschützes 9 erfolgt durch die elektronische Schaltung 7, in welcher Vergleich von Meßwerten und eingestellten Sollwerten der Wassertemperatur und die korrigierende Schaltung automatisch vorgenommen werden. In bekannter Weise ist dabei zur Messung ein temperaturabhängiger Widerstand dem Wasserauslauf zugeordnet. Es liegen nun alle drei Phasen mit den drei Heizkörpern im Stern, der jetzt bei gleichgroßen Heizwiderständen 1, 2, 3 in seinem zur Vermeidung größerer Belastungen des Nulleiternetzes (Netzschwankungen) bei Abschaltung einer Phase nicht an das Nulleiternetz angeschlossenen Mittelpunktleiter 4 einen echten Nullpunkt aufweist. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, eine weitere Heizleistungswahl von 50 bis 100 % vorzunehmen, die eine Heizleistung im Bereich zwischen 0 und 50 % erfordert.
- Um zu vermeiden, daß nach dem Anziehen des Hilfsschützes die Leistung des Gerätes momentan von 50 auf 100 % ansteigt (Temperatursprung), wird vorübergehend der elektronische Leistungsschalter 8 ausgetastet, wodurch wieder ein zweiphasiger Betrieb entsteht, mit Zuführung der Spannung einmal über den Kontakt 5, zum anderen über den Arbeitskontakt des Hilfsschützes 9. Die von der Wasserauslauftemperatur und dem eingestellten Sollwert der Temperatur abhängig wirkende elektronische Steuerung 7 steigert nach dem Ende der Austastzeit allmählich die jeweilige Einschaltdauer des elektronischen Leistungsschalters 8 bis zum Erreichen der Solltemperatur des auslaufenden Wassers.
- Praktisch werden die Heizwiderstände toleranzmäßig so angeordnet und ausgelegt, daß in der ersten Leistungsstufe - also vor dem Schließen des ilfsschütxes - eine etwas größere Leistung verfügbar ist als unmittelbar nach dem Schließen des Hilfsschützes und damit erfolgtem Zuschalten der zweiten Leistungsstufe, bei ausgetastetem Triac. Damit wird vermieden, daß bei einem Leistungsbedarf von genau So % zu ein dauerndes Umschalten des Hilfsschützes erfolgt.
- In der beschriebenen Vorrichtung kann also - wie sich aus dem vorher Gesagten ergibt - mit nur einem Triac und vergleichsweise räumlich beschränkten und baulich einfachen mechanischen Schaltmitteln eine stufenlose Wahl der Wassertemperatur über den gesamten Leistungsbereich des Gerätes, nämlich in der ersten Leistungsstufe bis 50 % und in der zweiten Leistungsstufe von 50 bis 100 % vorgenommen werden.
Claims (4)
1. Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer mit mehreren, in in drei
Phasen liegenden Heizwiderständen, die in Abhängigkeit vom Leistungsbedarf zwangsläufig
zu- bzw.
abgeschaltet werden, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die
Heizwiderstände im Stern geschaltet sind, wobei der Mittelpunktleiter nicht mit
dem Nulleiternetz verbunden ist, wobei ferner eine Phase (S) über einen elektronischen
Leistungsschalter (8) geführt ist undlwobei eine - mit einem in Abhängigkeit von
der Wasserdurchflußmenge über Differenzdruckschalter betätigten, schließpunktmäßig
auf die erforderliche Mindestdurchflußmenge eingestellten, mechanischen Schaltkontakt
(6) in ihrer Spannungszuleitung versehene - von der Wasserauslauftemperatur und
einem eingestellten Temperatursollwert abhängig wirkende, mit an sich bekannten
Mitteln arbeitende elektronische Steuerung (7) vorgesehen ist, welche sowohl den
elektronischen Leistungsschalter (8) als auch ein Hilfsschütz (9), über welches
eine andere Phase (T) geführt ist, zur Zu-bzw. Abschaltung dieser anderen Phase,
und zwar derart steuert, daß bei deren Zuschaltung der elektronische Leistungsschalter
(8) vorübergehend ausgetastet und nach dem Ende der Austastzeit allmählich bis zum
Erreichen der Wassersolltemperatur seine jeweilige Einschaltdauer gesteigert wird,
während die dritte Phase (R) des Gerätes so ausgestattet ist, daß sie jedenfalls
Spannung führt, bevor der oben erwähnte SchaltkontaJ't (6) in der Zuleitung für
die elektronicsclle CiSeuerung schließt.
2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, g e k e n n z e i a h n e t
durch Ausbildung des elektronischen Leistungsschalters (8) als ein Triac oder zwei
antiparallel geschaltete Thyristoren
3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2,
g e k e n n -z e i a h n e t durch eine Schaltungsausbildung zur weiligen Zündung
des elektronischen Leistungsschalters (8) im Nulldurchgang der Phasenspannung.
4. Durchlauferhitzer nach einem der AnsprUche 1 bis 3, dadurch >
g e k e n n z e i c h n e t , daß die dritte Phase (R) über einen vom Differenzdruckschalter
betätigten, mechanischen Kontakt (5) geführt ist, welcher - diese Phase zuschaltend
-bei einer Wasserdurchflußmenge anspricht, die kleiner ist als die' über den Differenzdruckschalter
den Schaltkontakt (6) in der Spannungszuleitung der elektronischen Steuerung betätigende
Durchflußmenge.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 4, g e k e n n z e i c h -n e t durch
Ausbildung des Kontaktes (5) als sogenannter schleichender Kontakt.
Le e r s e i t e
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2154523A DE2154523C3 (de) | 1971-11-03 | 1971-11-03 | Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2154523A1 true DE2154523A1 (de) | 1973-05-10 |
DE2154523B2 DE2154523B2 (de) | 1975-10-09 |
DE2154523C3 DE2154523C3 (de) | 1979-08-30 |
Family
ID=5824027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2154523A Expired DE2154523C3 (de) | 1971-11-03 | 1971-11-03 | Elektrisch beheizter Durchlauferhitzer |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2154523C3 (de) |
Cited By (1)
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CN112984773A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-06-18 | 福建省壹萍日用品制造有限公司 | 一种蒸饭机用开水器 |
Families Citing this family (4)
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DE3415542A1 (de) * | 1984-04-26 | 1985-10-31 | Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg, 3450 Holzminden | Steuerung eines elektrischen durchlauferhitzers |
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1971
- 1971-11-03 DE DE2154523A patent/DE2154523C3/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
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