DE29619790U1

DE29619790U1 - Vorrichtung zum Erfassen der verbrauchten Wärmemenge eines Warmwasserverbrauchers

Info

Publication number: DE29619790U1
Application number: DE29619790U
Authority: DE
Original assignee: Engelmann Sensor GmbH
Current assignee: Engelmann Sensor GmbH
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1996-11-14
Publication date: 1997-01-02
Anticipated expiration: 2006-11-15

Description

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E4725/96

12. November 1996

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der verbrauchten Wärmemenge eines Warmwasserverbrauchers, mit einem Vorlauftemperaturfühler zum Messen der Temperatur des Warmwasservorlaufs, einem Rücklauftemperaturfühler zum Messen der Temperatur des Warmwasserrücklaufs sowie einem Volumenmeßteil, welches die durch den Warmwasserverbraucher geflossene Wassermenge am Warmwasservorlauf oder am Warmwasserrücklauf erfaßt.

Solche Vorrichtungen sind unter dem Begriff "Wärmezähler" seit längerem bekannt. Aus den gemessenen Temperaturen des zum Warmwasserverbraucher hinfließenden sowie aus diesem zurückfließenden Wassers und aus dem gemessenen Wasserdurchfluß kann die verbrauchte Wärmemenge errechnet werden. Dies erfolgt üblicherweise mittels einer elektronischen Auswerteeinheit, welche den ermittelten Wärme verb rauch aufaddiert. Der aufaddierte Wert kann dann periodisch abgelesen werden.

Bekannte Wärmezähler dieser Art bestehen üblicherweise aus einem Volumenmeßteil, welches in den Warmwasservorlauf oder den Warmwasserrücklauf eingesetzt wird, sowie aus je einer Tauchhülse zur Aufnahme der Temperaturfühler im Warmwasservorlauf und im Warmwasserrücklauf. Diese drei Meßstellen werden mittels elektrischer Leitungen mit einer elektronischen Auswerteeinheit verschaltet, welche in der Nähe der Warmwasserleitungen angeordnet ist und eine Anzeigeeinheit zum Ablesen der verbrauchten Wärmemenge sowie eine Stromversorgung umfaßt.

Das Problem der bekannten Wärmezähler besteht in den elektrischen Leitungen zwischen den Meßstellen und der Auswerteeinheit: einerseits besteht die Gefahr von Manipulationen, um den in der Auswerteeinheit gespeicherten Wärmeverbrauchswert zu beeinflussen; zum anderen kann der Wärmezähler durch Vertäu-

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sehen der Leitungen falsch angeschlossen werden. Schließlich besteht sowohl bei der Herstellung als auch beim Transport der Komponenten von Wärmezählern nach dem Stand der Technik immer die Gefahr, daß die Temperaturfühler beschädigt werden.

Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen der verbrauchten Wärmemenge eines Warmwasserverbrauchers derart zu verbessern, daß ein falsches Anschließen der Erfassungseinheiten an der Auswerteeinheit ausgeschlossen ist und eine Manipulation an der Vorrichtung praktisch unmöglich ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 10.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen der verbrauchten Wärmemenge eines Warm wasserverbrauchers weist also ein Gehäuse auf, durch welches sowohl der Warmwasservorlauf als auch der Warmwasserrücklauf geführt sind. Gleichzeitig befinden sich sämtliche Komponenten eines Wärmezählers innerhalb dieses Gehäuses. Hierdurch ist es möglich, eine Manipulation durch einfaches Verplomben des Gehäuses weitestgehend auszuschließen. Ferner ist es so gut wie unmöglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung falsch anzuschließen, denn eine Verkabelung entfällt ganz, und die Vorrichtung kann zudem so ausgebildet werden, daß ein Vertauschen von Warmwasservorlauf und Warmwasserrücklauf nicht schadet. Dadurch, daß sämtliche Komponenten der Vorrichtung innerhalb eines einzigen Gehäuses angeordnet sind, ist schließlich eine Beschädigung der Temperaturfühler beim Transport und bei der Handhabung der Vorrichtung nicht JKU befürchten.

Da die Ermittlung der verbrauchten Wärmemenge maßgeblich auf der Temperaturdifferenz zwischen dem Warmwasservorlauf und dem Warmwasserrücklauf basiert, ist es unerläßlich, daß das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung im wesentlichen, aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht; denn nur dann sind die beiden Warmwasserleitungen zuverlässig thermisch ent-

koppelt. Es ist dabei zweckmäßig, das Gehäuse vollständig aus Kunststoff zu fertigen, welcher eine geringe Wärmeleitfähigkeit mit einer hohen Haltbarkeit und einer guten Formbarkeit vereint.

Erhebliche fertigungstechnische Vorteile ergeben sich, wenn die elektronische Auswerteeinheit im Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einer einzigen Leiterplatte sitzt. Die Leiterplatte selbst besitzt eine nur geringe Wärmeleitfähigkeit, so daß sie zwischen die beiden Warm Wasserleitungen gesetzt werden kann. Es ist dann ein Leichtes, an zwei gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte die erforderlichen Temperaturfühler anzuschließen.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Leiterplatte zwei Verlängerungen mit flexiblen Leiterbahnen aufweist, wobei auf jeder Verlängerung ein Temperaturfühler angeordnet werden kann. Hierdurch entfällt die separate Herstellung von Temperaturfühlern sowie das separate Anschließen der Temperaturfühler an die auf der Leiterplatte angeordneten Auswerteeinheit; denn die flexiblen Verlängerungen werden gleichzeitig mit der Leiterplatte bestückt. Bei diesem Vorgang werden sowohl die Temperaturfühler, die aus einem einfachen temperaturabhängigen Widerstand bestehen können, als auch gedruckte Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung mit der Auswerteeinheit auf die Verlängerungen aufgebracht. Die Anbindung der beiden Temperaturfühler an die elektronische Auswerteeinheit mittels der flexiblen Verlängerungen der Leiterplatte vereinfacht die Fertigung eines Wärmezählers daher entscheidend, wobei sie durch Erhöhen des Automatisierungsgrads auch Kostenvorteile mit sich bringt.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn in einem Vollkunststoffgehäuse zwei Metallhülsen vorgesehen sind, welche in den Warmwasservorlauf bzw. den Warmwasserrücklauf ragen und die an den flexiblen Verlängerungen der Leiterplatte angeordneten Temperaturfühler aufnehmen. Ein hervorragender Wärmeübergang zwischen dem Warmwasser und den Temperaturfühlern ist dabei gewährleistet, während das Zusammenbauen der Vorrichtung dadurch erleichtert wird, daß die an den flexiblen Verlängerungen angeordneten Temperaturfühler einfach in die Metallhülsen, gegebenenfalls mit Hilfe von Wärmeleitpaste, eingesteckt werden.

Das Volumenrrteßteil der Vorrichtung kann einen Flügelradzähler enthalten, der wahlweise im Warmwasservorlauf oder im Warmwasserrücklauf angeordnet

wird. Ein Flügelradzähler kann magnetfrei elektronisch abgetastet werden, was ihn für den Einsatz in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders qualifiziert.

Ein Flügelradzähler und dessen Gehäuse können problemlos aus Kunststoff gefertigt werden, was einerseits kostengünstig ist und andererseits die erforderliche Wärmeisölation zwischen den beiden Warmwasserleitungen nicht beeinträchtigt.

Zweckmäßigerweise besteht die Außenwand des Gehäuses aus einer oberen Gehäuseschale und einer unteren Gehäuseschale. Diese beiden Gehäuseschalen können mittels einfacher Schraubverbindungen zusammengehalten werden, wobei der umschlossene Innenraum auf einfachste Weise durch Verplomben vor unberechtigtem Zugriff geschützt werden kann. Hierbei sitzt das Volumenmeß teil vorzugsweise in der unteren Gehäuseschale und ist mittels einer Abdeckung vom restlichen Innenraum des Gehäuses getrennt, welcher die elektronische Auswerteeinheit und deren Energieversorgung aufnehmen kann.

Wenn beide Warmwasserleitungen durch die untere Gehäuseschale geführt werden, welche gegen den restlichen Innenraum des Gehäuses abgedichtet wird, ergeben sich weitere fertigungstechnische Vorteile, da ein so ausgebildetes Gehäuse sukzessive automatisch zusammengesetzt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;

Figur 2 einen Schnitt entlang A-A gemäß Figur 1;

Figur 3 einen Schnitt entlang B-B gemäß Figur 1;

Figur 4 einen Schnitt entlang C-C gemäß Figur 1;

Figur 5 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Ausbrechungen;

Figur 6 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen der verbrauchten Wärmemenge eines Warmwasserverbrauchers in Figur 1 läßt ein Gehäuse 1 erkennen, auf dem eine Anzeigeeinheit 2 und eine Funktionstaste 3 angeordnet sind. Das Gehäuse 1 weist zwei Anschlußstutzen für den Warmwasservorlauf 4 sowie zwei Anschlußstutzen für den Warmwasserrücklauf 5 auf.

Der in Figur 2 dargestellte Schnitt entlang der Linie A-A aus Figur 1 zeigt, daß das Gehäuse 1 aus einer oberen Gehäuseschale 6 und einer unteren Gehäuseschale 7 mit einer dazwischenliegenden O-Ring-Dichtung 8 zusammengesetzt ist. Eine Gehäuseschfaube 9, welche über eine Aussparung 10 der unteren Gehäuseschale 7 zugänglich ist, hält die beiden Gehäuseschalen 6, 7 zusammen.

Der Warmwasserrücklauf 5 erweitert sich im Inneren der unteren Gehäuseschale 7 zu einem Volumenmeßteil 11. In diesem ist ein Flügelrad 12 eines Flügelradzählers drehbar angebracht, welcher den Durchfluß von Warmwasser durch den Warmwasserrücklauf 5 mißt.

Sowohl der als geschlossenes Rohr ausgebildete Warmwasservorlauf 4 als auch der Warmwasserrücklauf 5 sind in der unteren Gehäuseschale 7 integriert, wobei das Volumenmeßteil 11 des Warmwasserrücklaufs 5 durch eine Abdeckung 13 mit O-Ring-Dichtung 14 gegen den Innenraum der oberen Gehäuseschale 6 abgedichtet ist.

In der Abdeckung 13 sitzt eine Metallhülse 15, welche in das Volumenmeßteil 11 des Warmwasserrücklaufs 5 ragt. In entsprechender Weise sitzt eine Metallhülse 16 so in der unteren Gehäuseschale 7, daß sie in den Warmwasservorlauf 4 hineinragt. Die Metallhülse 16 des Warmwasservorlaufs 4 überträgt die Temperatur des Warmwassers auf einen Vorlauftemperaturfühler 17, der mittels Wärmleitpaste im Innern der Metallhülse 16 angebracht ist. In der Metallhülse 15, welche in den Volumenmeßteil 11 hineinragt, sitzt ein ebenfalls mit Wärmeleitpaste befestigter Rücklauftemperaturfühler 18.

Der Vorlauftemperaturfühler 17 und der Rücklauftemperaturfühler 18 sind je-

weils über flexible Leiterbahnen 19, welche eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, mit einer elektronischen Auswerteeinheit 20 verbunden, welche in der oberen Gehäuseschale 6 sitzt und somit vom Warmwasservorlauf 4 und vom Warmwasservorlauf 5 weitgehend thermisch entkoppelt ist.

Das Gehäuse 1 weist in seiner oberen Gehäuseschale 6 eine weitere Unterteilung 21 auf, oberhalb der die Anzeigeeinheit 2, eine Stromversorgung 22 und die Funktionstaste 3 sitzen.

Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B in Figur 1. Der Schnitt verläuft im wesentlichen entlang des Warmwasserrücklaufs 5. Das Gehäuse 1 besteht aus der oberen Gehäuseschale 6, der unteren Gehäuseschale 7, welche mittels einer O-Ring-Dichtung 8 dicht verbunden sind, der Abdeckung 13 sowie der Unterteilung 21. Unter der Abeckung 13 sitzt innerhalb des Warmwasserrücklaufs 5 das Volumenmeßteil 11 in der unteren Gehäuseschale 7. Der darin befindliche Flügelradzähler weist ein Flügelrad 12 und einen Drehzahlaufnehmer 23 auf. Oberhalb der Unterteilung 21 des Gehäuses 1 befinden sich die Anzeigeeinheit 2, die Funktionstaste 3 und die elektronische Auswerteeinheit 20 in der oberen Gehäuseschale 6.

Figur 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie C-C in Figur 1, und somit im wesentlichen einen Schnitt entlang des Warmwasservorlaufs 4. Daher ist wieder das Gehäuse 1 mit seiner oberen Gehäuseschale 6, seiner unteren Gehäuseschale 7 und der zwischenliegenden O-Ring-Dichtung 8 sowie der Unterteilung 21 sichtbar. Hierbei ist auch die Aussparung 10 in der unteren Gehäuseschale 7 zu erkennen. In den Warmwasservorlauf 4 ragt die Metallhülse 16 zur Aufnahme des hier nicht sichtbaren Vorlauf tempera turfühlers 17. Neben der Anzeigeeinheit 2 enthält die obere Gehäuseschale 6 auch die Stromverversorgung 22, welche aus einer handelsüblichen Batterie besteht.

Figur 5 zeigt eine perspektivische Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei zwei Ausbrechungen einen Blick in das Innere des Gehäuses 1 freigeben:

Das Gehäuse 1, welches aus der oberen Gehäusehälfte 6, der unteren Gehäusehälfte 7, der Abdeckung 13 und der Unterteilung 21 besteht, weist jeweils zwei

Anschlußstutzen für den Warmwasservorlauf 4 und den Warmwasserrücklauf 5 auf. Auf der Oberseite der oberen Gehäuseschale 6 befinden sich die Anzeigeeinheit 2 und die Funktionstaste 3. Innerhalb der oberen Gehäuseschale 6 sitzen ferner die Stromversorgung 22 und die elektronische Auswerteeinheit 20.

Von der elektronischen Auswerteeinheit 20 ausgehend führen zwei flexible Leiterbahnen 19 zu den (nicht sichtbaren) Temperaturfühlern, wobei der Vorlauftemperaturfühler 17 in der Metallhülse 16 sitzt, welche in den Warmwasservorlauf 4 ragt. In entsprechender Weise sitzt der Rücklauftemperaturfühler 18 in der Metallhülse 15, welche in das Volumenmeßteil 11 des Warmwasserrücklaufs 5 ragt. Zum Schutz der Elektronik ist einerseits die Abdeckung 13 mittels einer O-Ring-Dichtung 14 gegen das durch den Warmwasserrücklauf 5 fließende Wasser abgedichtet, während andererseits die obere Gehäuseschale 6 und die untere Gehäuseschale 7 mittels einer O-Ring-Dichtung 8 dichtend aufeinandergesetzt sind.

Das Gehäuse 1 besteht vollständig aus Kunststoff und ist derart geformt, daß der Warmwasservorlauf 4 und der Warmwasserrücklauf 5 trotz der eng benachbarten Leitungsführung weitgehend thermisch entkoppelt sind.

Der Flügelradzähler im Volumenmeßteil 11 des Warmwasserrücklaufs 5 besteht im wesentlichen aus dem drehbar gelagerten Flügelrad 12, welches einen Drehzahlgeber 24 trägt. Die Drehung des Flügelrads 12 und somit des Drehzahlgebers 24 wird vom Drehzahlaufnehmer 23 berührungslos induktiv abgetastet und ebenfalls über die Leiterbahn 19 an die elektronische Auswerteeinheit 20 weitergegeben.

Figur 6 zeigt das Gehäuse 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht. Daher sind lediglich die Anzeigeeinheit 2, die Funktionstaste 3, die Anschlußstutzen für den Warmwasservorlauf 4 und die Anschlußstutzen für den Warmwasserrücklauf 5 sichtbar. In dieser Darstellung wird deutlich, daß'von außen lediglich ein Anschließen des Warmwasservorlaufs 4 und des Warmwasserrücklaufs 5 notwendig ist. Ein unberechtigter Zugriff auf den Wärmezähler £Uim Zweck einer Manipulation ist nicht möglich, da hierfür die obere Gehäuseschale 6 und die untere Gehäuseschale 7 getrennt werden müßten. Das kann jedoch durch einfaches Verplomben verhindert werden.

E 4725/96

12. November 1996

Zusammenstellung der Bezugszeichen

1	Gehäuse
2	Anzeigeeimheit
3	Funktionstaste
4	Warmwasservorlauf
5	Warmwasserrücklauf
6	Gehäuseschale (obere)
7	Gehäusescfiale (untere)
8	O-Ring-Dkhtung
9	Gehäuses cliraube
10	Aussparung (in 7)
11	Volumenitteßteil
12	Flügelrad
13	Abdeckung
14	ORing-Dichtung
15	Metallhülse (in 5)
16	Metallhüise (in 4)
17	Vorlauftemperaturfühler
18	Rücklauftemperaturfühler
19	Leiterbahn
20	Auswerteeinheit
21	Unterteilung (von 1)
22	Stromversorgung
23	Drehzahlaufnehmer
24	Drehzahlgeber

Claims

PATENTANWALTS DttRfol & DUIfcM

EUROPEAN JiATEtJT AirfOFUvlEYS ..'·..*
FELIX-MOTTL-STRASSE &Igr;&Agr; D-76185 KARLSRUHE TELEFON (0721) 85 33 55

E 4725/96

12. November 1996

ENGELMANN SENSOR GmbH

Vorrichtung zum Erfassen der verbrauchten Wärmemenge eines Warmwasserverbrauchers

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Erfassen der verbrauchten Wärmemenge eines Warmwasserverbrauchers, umfassend:

- einen Vorlauftemperaturfühler (17) für den Warmwasservorlauf (4),

- einen Rücklauftemperaturfühler (18) für den Warmwasserrücklauf (5),

- ein Volumennaneßteil (11) zum Erfassen der durch den Warmwasservorlauf (4) oder den Watmwasserrücklauf (5) geflossenen Wassermenge,

- eine elektronische Auswerteeinheit (20) zum Ermitteln der verbrauchten Wärmemenge,

- eine Anzeigeeinheit (2),

- eine Stromversorgung (22),

- ein Gehäuse (1), durch das der Warmwasservorlauf (4) und der Warmwasserrücklauf (5) geführt sind, und welches den Vorlauftemperaturfühler (17), den Rücklauftemperaturfühler (18), das Volumenmeßteil (11), die elektronische Auswerteeinheit (20), die Anzeigeeinheit (2) und die Stromversorgung (22) enthält,

- wobei das Gehäuse (1) im wesentlichen aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) vollständig aus Kunststoff besteht.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k e &eegr; &eegr; zeichnet, daß die elektronische Auswerteeinheit (20) auf einer einzigen gedruckten Leiterplatte angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte zwei Verlängerungen mit flexiblen Leiterbahnen (19) aufweist, auf welchen der Vorlauftemperaturfühler (17) und der Rücklauftemperaturfühler (18) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauftemperaturfühler (17) und der Rücklauftemperaturfühler (18) in Metallhülsen (15, 16) sitzen, welche in den Warmwasservorlauf (4) bzw. den Warmwasserrücklauf (5) ragen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e &eegr; &eegr; zeichnet, daß das Volumenmenßteil (11) einen im Warmwasservorlauf (4) oder im Warmwasserrücklauf (5) angeordneten Flügelradzähler enthält.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenmeßteil (11) im wesentlichen aus Kunststoff gefertigt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e &eegr; &eegr; zeichnet , daß das Gehäuse (1) im wesentlichen durch Zusammenfügen einer oberen Gehäuseschale (6) und einer unteren Gehäuseschale (7) gebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenmeßteil (11) in der unteren Gehäuseschale (7) sitzt und mittels einer Abdeckung (13) von der oberen Gehäuseschale (6) getrennt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzei chnet , daß der Warmwasservorlauf (4) und der Warmwasserrücklauf (5) durch die untere Gehäuseschale (7) geführt und gegen den Innenraum der oberen Gehäuseschale (6) abgedichtet sind, wobei die elektronische Auswerteeinheit (20) in der oberen Gehäuseschale (6) sitzt.