DE3109990A1 - Electrical continuous-flow heater as an additional heating device for central heating systems - Google Patents
Electrical continuous-flow heater as an additional heating device for central heating systemsInfo
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Abstract
Description
Elektrischer Durchlauferhitzer als Zusatz-HeizeinrichtungElectric water heater as an additional heating device
für Zentra lheizungsanla gen Die Erfindung betrifft einen elektrischen Durchlauferhitzer als Zusatz-Heizeinrichtung für Zentralheizungsanlagen mit einem Durchlauferhitzer-Gehäuse, das an den Heizwasserkreislauf angeschlossen ist, und mit einer an das Gehäuse angeschlossenen, mit einer in einem Reglerkopf angeordneten Temperaturregeleinrichtung versehenen Heizpatrone, deren Rohrheizkörper in das Gehäuse ragt.for Zentra lheizungsanla conditions The invention relates to an electrical Instantaneous water heater as an additional heating device for central heating systems with a Instantaneous water heater housing that is connected to the heating water circuit, and with one connected to the housing, with one arranged in a controller head Temperature control device provided heating cartridge, the tubular heating element in the housing protrudes.
außerhalb des normalen Heizungsbetriebs besteht oftmals die Notwendigkeit, eine Zentralheizungsanlage mit geringer Heizleistung zu betreiben, beispielsweise um in nur vorübergehend bewohnten Gebäuden, wie Wochenendhäusern, eine Mindesttemperatur aufrechtzuerhalten, die ein Eiufrieren von Wasserleitungen und Teilen der Heizanlage verhindert, oder um außerhalb der normalen Heizungsperiode, vor allem im Sommer, die Heizungsanlage mit Sparbetrieb zeitweise laufen zu lassen. Es ist unwirtschaftlich, hierfür die Haupt-Heizeinrichtung der Zentralheizungsanlage in Betrieb zu nehmen.outside of normal heating operation there is often the need to to operate a central heating system with low heat output, for example to set a minimum temperature in buildings that are only temporarily occupied, such as weekend houses to prevent the water pipes and parts of the heating system from freezing prevented, or outside of the normal heating season, especially in summer, to let the heating system run temporarily in economy mode. It is uneconomical to put the main heating device of the central heating system into operation.
Es ist bereits eine Zusatz-iieizeinrichtung der eingangs genannten Art entwickelt worden, die als elektrischer Durchlauferhitzer ausgeführt ist, der in einer seitlich an die Rohrleitung des Heizwasserkreislaufs angeschlos senen Tasche angeordnet ist. Diese Zusatz-Heizeinrichtung soll eingesetzt werden, wenn in einem strengen Wintcr Nachschubschwierigkeiten bei der Versorgung mit Öl oder Kohle auftreten. Bei dieser bekannten Zusatz-Heizeinrichtung wird das den Rohrheizkörper der Heizpatrone aufnehmende Gehäuse jedoch nur im Nebenfluß vom Heizwasser durchströmt, wobei die Umströmung des Rohrheizkörpers an seinem vorderen Ende wesentlich größer als an seinem hinteren Ende ist. Der nachträgliche Einbau der bekannten Zusatz-Heizeinrichtung macht Schweißarbeiten erforderlich.It is already an additional heating device of the type mentioned at the beginning Art has been developed, which is designed as an electric water heater, the in a pocket connected to the side of the pipeline of the heating water circuit is arranged. This additional heater should be used when in a severe winter supply difficulties arise in the supply of oil or coal. In this known additional heating device, this is the tubular heating element of the heating cartridge receiving housing flows through only in the tributary of the heating water, the Flow around the tubular heater at its front end is much greater than at its rear end is. The subsequent installation of the well-known additional heating device makes welding work necessary.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zusatz-Hcizeinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß diese in einfacher Weise auch nachträglich in eine bestehende Zentralheizungsanlage eingebaut werden kann und daß eine gleichmäßige, intensive Umströmung des Rohrheizkörpers und damit eine wirksame Wärmeabgabe an das Wasser sichergestellt ist.The object of the invention is therefore to provide an additional heating device of the to be trained at the outset so that this can also be done subsequently in a simple manner can be built into an existing central heating system and that a uniform, intensive flow around the tubular heater and thus an effective heat dissipation the water is assured.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse an seinem dem Reglerkopf entgegengesetzten linclo einen zentralen Schraubanschluß und benachbart zuin Reglerkopf einen seitlichen Schraubanschluß aufweist, und daß das Gehäuse im wesentlichen zylindrisch ist und ein Bütidel von sich angenähert über 1ie gesamte Gchäuselänge erstreckenden, haarnadelförmigen Rohrheizkörpern der Heizpatrone umschließt.This object is achieved according to the invention in that the housing a central screw connection on its linclo opposite the controller head and has a lateral screw connection adjacent to the regulator head, and that the housing is essentially cylindrical and approximated to a Bütidel hairpin-shaped tubular heating elements of the Heating cartridge encloses.
Die Zusatz-Heizeinrichtung kann mittels Schraubanschlüssen in eiiL'acher Weise an die Rohrverschraubungen bestehender Zentra lheizungsanlagen angeschlossen werden.The additional heating device can be arranged in a single position by means of screw connections Way connected to the pipe fittings of existing central heating systems will.
Durch dio Anordnung der beiden Schraubanschlüsse im rochton Winkel zueinander werden nicht nur eine vereinfachte Einbaumöglichkeit und eine gute Zugänglichkeit erreicht, sondern auch eine besonders vorteilhafte Anordnung und gute Umströmung der Rohrheizkörper. Das Wasser strömt über angenähert die gesamte Gehäuselänge an den gebündelten Rohrheizkörpern entlang und wird dadurch auch bei verhältnismäßig kleinen Abmessungen der Heizeinrichtung wirksam erwärmt.Due to the arrangement of the two screw connections in a rochtonal angle to each other not only a simplified installation option and good accessibility achieved, but also a particularly advantageous arrangement and good flow around the tubular heater. The water flows over almost the entire length of the housing along the bundled tubular heating elements and is therefore also relatively small dimensions of the heater effectively heated.
Zweckmäßigerweise ist der seitliche Schraubanschluß der Zuflußanschluß, während der zentrale Schraubanschluß den Ab/flußansohluß für don Heizwasserkreislauf bildet.Appropriately, the screw connection on the side is the inflow connection, while the central screw connection is the outlet for the heating water circuit forms.
Die Zusatz-Heizeinrichtung kann mit ihrem zentralen Schraubanschluß unmittelbar mit einem Anschluß eines Mischventils der Zentralheizungsanlage verbunden werden, wodurch eine weitere Vereinfachung der Einbaumöglichkeit erreicht wird. Beim Betrieb der Zusatz-Heizanlage befindet sich das Mischventil in seiner geschlossenen Stellung, in der der Vorlauf und der Rücklauf des Heizwasserkreislaufs kurzgeschlossen sind. Neben der aus Einbaugründen bevorzugten Anordnung des Durchlauferhitzers in der Rücklaufleitung des Heizwasserkreislaufs besteht auch die Möglichkeit, den Durchlauferhitzer in der Vorlaufleitung anzuordnen.The additional heating device can with its central screw connection directly connected to a connection of a mixing valve of the central heating system , whereby a further simplification of the installation option is achieved. When the additional heating system is in operation, the mixing valve is in its closed position Position in which the flow and return of the heating water circuit are short-circuited are. In addition to the preferred arrangement of the water heater in the return line of the heating water circuit there is also the option of using the instantaneous water heater to be arranged in the flow line.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß innerhalb des Bündels von Rohrheizkörpern mindestens ein Reglerfühler angeordnet ist, der an einem mit zwei gegenüberliegenden Rohrheizkörper-Strängen mittels eines sich in Gehäuselängsrichtung erstreckenden Trägerblechs angebracht ist. Während einer dieser Reglerfühler im Schaltkreis der Temperaturregeleinrichtung liegt, ist gegebenenfalls ein zweiter Reglorfühler vorgesehen, der zur Temperaturbegrenzung dient und den Durchlauferhitzer abschaltet, wenn eine zulässige obere Temperaturgrenze überschritten wird.In a further development of the inventive concept it is provided that within of the bundle of tubular heaters at least one controller sensor is arranged, the on one with two opposing tubular heater strands by means of a carrier plate extending in the longitudinal direction of the housing is attached. While one of these controller sensors is located in the circuit of the temperature control device if necessary, a second regulator sensor is provided to limit the temperature serves and switches off the water heater if a permissible upper temperature limit is exceeded.
Zweckmäßigerweise ist die Heizpatrone mit einer Umwälzpumpe der Zentralheizungsanlage elektrisch parallelgeschaltet, so daß auf schaltungstechnisch einfachste Weise sichergestellt ist, daß die Heizpatrone nur eingeschaltet werden kann, wenn die Umwälzpumpe läuft und somit ein Kreislauf des Heizwassers sichergestellt ist.The heating cartridge is expediently connected to a central heating system's circulation pump electrically connected in parallel so that it is ensured in the simplest way in terms of circuitry is that the heating cartridge can only be switched on when the circulation pump is running and thus a circulation of the heating water is ensured.
Eine besonders universelle Einsatzmöglichkeit der Zusatz-Heizeinrichtung ergibt sich, wenn ein im Inneren des Gehäuses angeordneter Temperaturreglerfühler und ein externer Temperaturreglerfühler, beispielsweise in einem Ralthermostat, zur Stromversorgung der Heizpatrone und d<r Umwälzpumpe parallelgeschaltet sind. Dic Zusatz-Heizeinrichtung hält dann einerseits eine an der Temperaturregeleinrichtung vorgegebene Wassertemperatur aufrecht.A particularly universal application of the additional heating device arises when a temperature controller sensor arranged inside the housing and an external temperature controller sensor, for example in a room thermostat, to power the heating cartridge and the circulating pump are connected in parallel. The additional heating device then holds one on the temperature control device specified water temperature upright.
Wenn diese Temperatur sehr niedrig eingestellt- ist, beispielsweise weil das Gebäude vorübergehend nicht bewohnt ist, wirkt die Zusatz-Heizeinrichtung andererseits aber als Frostwächter, indem sie den Heizbetrieb mindestens dann aufnimmt, wenn am externen Temperaturreglerfühler die für einen wirksamen Frostschutz notwendige Mindesttemperatur unterschritten wird.If this temperature is set very low, for example because the building is temporarily unoccupied, the additional heating device works on the other hand, as a frost monitor, in that it starts heating operation at least if the necessary for effective frost protection on the external temperature controller sensor The temperature falls below the minimum.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt: Fig. 1 in stark schematisierter Darstellungsweise eine Zentralheizungsanlage mit elektrischer Zusatz-Heizeinrichtung, Fig. 2 in einem Längsschnitt den Durchlauferhitzer der Zusatz-Heizeinrichtung nach Fig. 1 Fig. 3 den Durchlauferhitzer nach Fig. 2 in einer Draufsicht, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2 und Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild der Zusatz-Heizeinrichtung.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment explained, which is shown in the drawing. It shows: FIG. 1 in a highly schematic form Representation of a central heating system with an additional electrical heating device, Fig. 2 in a longitudinal section according to the water heater of the additional heating device 1, FIG. 3, the water heater according to FIG. 2 in a top view, FIG. 4 a Section along the line IV-IV in Fig. 2 and Fig. 5 is an electrical circuit diagram of the Additional heating device.
Die in Fig. 1 nur andeutungsweise dargestellte Zentralheizungsanlage weist Heizkörper 1 auf, die in üblicher Weise an eine Vorlaufleitung 2 und eine Rücklaufleitung 3 des Heizwasserkreislaufs angeschlossen sind. Beide Leitungen 2, 3 stehen mit einem Vierwege-Mischventil 4 in Verbins rlg, an das auch eine Vorlaufleitung 5 und eine Rücklaufleitung 6 eines Heizkessels 7 angeschlossen sind.The central heating system shown in Fig. 1 only hinted at has heater 1, which in the usual way to a flow line 2 and a Return line 3 of the heating water circuit are connected. Both lines 2, 3 are connected to a four-way mixing valve 4, which is also connected to a flow line 5 and a return line 6 of a boiler 7 are connected.
Tn der dargestellten Betriebsstellung ist das Mischventil 4 so gestellt, daß der Vorlauf der Zentralheizungsanlage unmittelbar mit dem Rücklauf verbunden ist, während der nicht in Betrieb befindliche Heizungskessel 7 vollstandig von der Vorlaufleitung 2 und der Rücklauf leitung 3 der Zentralheizungsanlage getrennt ist. In der Vorlaufleitung 2 ist eine Umwälzpumpe 8 angeoLdnet.In the operating position shown, the mixing valve 4 is set so that that the flow of the central heating system is directly connected to the return is, while the boiler 7 is not in operation completely from the Flow line 2 and the return line 3 of the central heating system is separated. A circulation pump 8 is connected in the flow line 2.
In der IBücklaufleitung 3 liegt ein Durchlauferhitzer 9 (Fig. 2 - 4 ), der aus einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 10, einem darin angeordneten Bündel von haarnadelförmigen Rohrheizkörpern 11, 11' und 11'' und einem stirnseitig angeordneten Reglerkopf 12 besteht, die eine elektrische Heizpatrone bilden.In the I return line 3 is a water heater 9 (Fig. 2 - 4), which consists of an essentially cylindrical Housing 10, one arranged therein bundles of hairpin-shaped tubular heating elements 11, 11 'and 11' ' and a regulator head 12 arranged at the end, which is an electrical heating cartridge form.
An seinem dem Reglerkopf 12 abgekehrten Ende weist das Gehäuse 10 einen zentralen Schraubanschluß 13 auf, der bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar mit einem Anschluß des Mischventils 4 verschraubt ist. Benachbart zum Reglerkopf 12 weist das Gehäuse 10 einen seitlichen Schraubanschluß 14 auf, der über eine Rohrverschraubung mit der Rücklaufieitung f verbunden ist. Die Rohrheizkörper 11, 11 und 11'' erstrecken sich angenähert über die gesamte Länge des Gehäuses 10. In der Mitte des Bündels von Rohrheizkörpern 11, 11t und 11'' sind zwei Temperatur-Reglerfühler 15 und 16 angeordnet. Der Reglerfühler 15 ist an die Temperaturregeleinrichtung im Reglerkopf 12 angeschlossen und dient in der Weise zur Einhaltung der an einem Einstellknopf 12a des Reglerkopfs 12 eingestellten Temperatur, daß er die Rohrheizkörper 11, 11' und 11'' sowie die Umwälzpumpe 8 einschaltet, wenn ein vorgegebener Temperaturbereich unterschritten wird, und ausschaltet, wenn dieser Temperaturbereich überschritten wird. Der zweite Reglorfühler 16 dient als Sicherheits-Temperaturbegrenzur; or schaltet die elektrische Zusatz-Heizeinrichtung ab, wenn ein vorgegebener Temperaturhöchstwert überschritten wird.At its end facing away from the regulator head 12, the housing 10 has a central screw connection 13, which in the embodiment shown in FIG is screwed directly to a connection of the mixing valve 4. Adjacent to Controller head 12, the housing 10 has a lateral screw connection 14, the is connected to the return line f via a screwed pipe connection. The tubular heater 11, 11 and 11 ″ extend approximately over the entire length of the housing 10. In the middle of the bundle of tubular heating elements 11, 11t and 11 "are two temperature control sensors 15 and 16 arranged. The controller sensor 15 is connected to the temperature control device connected in the controller head 12 and is used in such a way to comply with the one Adjustment knob 12a of the control head 12 set temperature that it is the tubular heater 11, 11 'and 11' 'as well as the circulation pump 8 switches on when a predetermined temperature range falls below, and switches off when this temperature range is exceeded will. The second regulator sensor 16 serves as a safety temperature limiter; or switches the additional electrical heating device from when a predetermined maximum temperature value is exceeded.
Die Reglerfühler 15, 16 sind jeweils an einem Trägerblech 17 angebracht, das an zwei gegenüberliegenden Strängen der Rohrheizkörper 11, 11' bzw. (im dargestelJten Ausführungsbeispiel) 11 " befestigt ist und sich in Gehäuselängsrichtung erstreckt, um einen möglichst geringen Strömungswiderstand für das durchströmende Wasser zu bilden.The controller sensors 15, 16 are each attached to a carrier plate 17, that on two opposite strands of the tubular heating element 11, 11 'or (in the illustrated Embodiment) 11 "is attached and extends in the longitudinal direction of the housing extends, in order to achieve the lowest possible flow resistance for the water flowing through form.
Aus der Darstellung in den P4ig 2 - 4 erkennt man, daß die beiden parallel zueinander angeordneten Rohrheizlcörp(r 11 und 11' gleich sind, während der dazwiscilenliegende Rohrheizkörper 11'' etwas kürzer und etwas breiter als diese ausgeführt ist. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der einzelnen Stränge der Rohrheizkörper im Inneren des Gehäuses 10, so daß die Rohrheizkörper gleichmäßig vom Wasser umströmt werden.From the illustration in P4ig 2 - 4 you can see that the two tubular heating elements arranged parallel to one another (r 11 and 11 'are the same, while the tubular heating element 11 '' in between is somewhat shorter and somewhat wider than this is executed. This results in an even distribution of the individual strands the tubular heater inside the housing 10, so that the tubular heater evenly be flowed around by the water.
Das elektrische Wirkschema der Zusatz-Heizeinrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. Über eine Klemmleiste 18 ist die Netzzuleitung 19 angeschlossen, deren Phasenleitung R über einen Hauptschalter 20 und einen Schalter 21 einer Sicherheits-Temperaturbegrenzungseinrichtung mit einer Eingangsklemme 22 verbunden ist. Die Singangsklemme 22 steht sowohl mit einem Temperaturregler 23 (Temperaturreglerfühler 15) als auch mit einem externen Tomperaturregler 24 in Verbindung, der in einem einstellbaren Raumthermostat 25 (Fig.1) angeordnet oder diesem zugeordnet ist. Die Ausgänge der beiden Temperaturregler 23, 24 sind in Parallelschaltung über eine Ausgangsklemme 26 mit dem Eingang der Rohrheizkörper 11, 11', 11" und der Umwälzpumpe 8 verbunden. Beide sind wiederum an die Mittelpunktsleitung Mp der Netzzuleitung 19 angeschlossen. Eine Netzglimmlampe 27 zeigt die geschlossene Stellung des Hauptschalters 20 an; eine Betriebsglimmlampe 28 zeigt an, daß einer der beiden Regler 23, 24 die Zusatz-Heizeinrichtung eingeschaltet hat.The electrical scheme of the additional heating device is shown in Fig. 5 shown. The power supply line 19 is connected via a terminal strip 18, its phase line R via a main switch 20 and a switch 21 of a safety temperature limiting device is connected to an input terminal 22. The Singangsklemme 22 is with both a temperature controller 23 (temperature controller sensor 15) as well as an external one Temperature controller 24 in connection, which is in an adjustable room thermostat 25 (Fig.1) is arranged or assigned to this. The outputs of the two temperature controllers 23, 24 are connected in parallel via an output terminal 26 to the input of the Tubular heating element 11, 11 ', 11 "and the circulating pump 8 are connected. Both are in turn connected to the midpoint line Mp of the power supply line 19. A mains glow lamp 27 indicates the closed position of the main switch 20; an operating glow lamp 28 indicates that one of the two controllers 23, 24 has switched on the additional heating device Has.
Elektrischer Durchlauferhitzer als Zusatz-Heizeinrichtung für Zentralheizungsanlagen Bezugszeichenliste: 1 Heizkörper 2 Vorlauf leitung 3 Rücklaufleitung 4 Vierwege-Mischventil 5 Vorlaufleitung 6 Rücklaufleitung 7 Heizkessel 8 Umwälzpumpe 9 Durchlauferhitzer 10 Gehäuse 11, 11t, 11" Rohrheizkörper 12 Reglerkopf 13 Schraubanschluß 14 Schraubanschluß 15 Temperatur-Reglerfühler 16 Temperatur-Reglerfühler 17 Trägerblech 18 Klemmleiste 19 Netzzuleitung 20 Hauptschalter 21 Schalter 22 Eingangsklemme 23 Temperaturregler 24 Temperaturregler 25 Raumthermostat 26 Ausgangsklemme 27 Netzglimmlampe 28 Betriebsglimmlampe Mp Mittelpunktsleitung LeerseiteElectric instantaneous water heater as an additional heating device for central heating systems LIST OF REFERENCE NUMERALS: 1 radiator 2 flow line 3 return line 4 four-way mixing valve 5 Flow line 6 Return line 7 Boiler 8 Circulation pump 9 Instantaneous water heater 10 Housing 11, 11t, 11 "tubular heater 12 Control head 13 Screw connection 14 Screw connection 15 Temperature controller sensor 16 Temperature controller sensor 17 Support plate 18 Terminal strip 19 Mains supply 20 Main switch 21 Switch 22 Input terminal 23 Temperature controller 24 Temperature controller 25 Room thermostat 26 Output terminal 27 Mains glow lamp 28 Operating glow lamp Mp center line Blank page
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