EP1431681A1

EP1431681A1 - Durchlauferhitzer

Info

Publication number: EP1431681A1
Application number: EP03090415A
Authority: EP
Inventors: Kruse Alexander; Koch Christian
Original assignee: Gerdes OHG
Current assignee: Gerdes OHG
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2004-06-23
Anticipated expiration: 2023-12-03
Also published as: DE20219939U1; DE50308165D1; ATE373211T1; EP1431681B1

Abstract

Ein Durchlauferhitzer mit einer Heizeinrichtung (10, 60) zum Erwärmen von fließendem Wasser, der zur Erzeugung mindestens eines diskreten Heizleistungswertes eingerichtet ist, umfaßt eine Schalteinrichtung (14, 15), die in dem Stromkreis für die Heizeinrichtung (10, 60) angeordnet ist und diskrete, von der Durchflußmenge abhängige Schaltzustände aufweist, wobei in einem ersten Schaltzustand der Stromkreis für die Heizeinrichtung (10, 60) unterbrochen und diese daher ausgeschaltet ist, und in dem mindestens einen weiteren Schaltzustand der Stromkreis für die Heizeinrichtung (10, 60) geschlossen und diese daher eingeschaltet ist. Die Schalteinrichtung (14, 15) wird in Abhängigkeit der Durchflußmenge digital-elektronisch gesteuert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlauferhitzer mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen von fließendem Wasser, der zur Erzeugung mindestens eines diskreten Heizleistungswertes eingerichtet ist, und der eine Schalteinrichtung umfaßt, die in dem Stromkreis für die Heizeinrichtung angeordnet ist und diskrete, von der Durchflußmenge abhängige Schaltzustände aufweist, wobei in einem ersten Schaltzustand der Stromkreis für die Heizeinrichtung unterbrochen und diese daher ausgeschaltet ist, und in dem mindestens einen weiteren Schaltzustand der Stromkreis für die Heizeinrichtung geschlossen und diese daher eingeschaltet ist.

Bei gängigen derartigen Durchlauferhitzern wird die Schalteinrichtung hydraulisch gesteuert. Es ist ein Druck- oder Strömungsschalter in der Wasserleitung mit einem Stößel vorgesehen, der je nach Durchflußgeschwindigkeit des Wassers unterschiedliche Positionen einnimmt und beim Überschreiten einer bestimmten Position einen mechanischen Schaltvorgang auslöst. Im einfachsten Fall gibt es lediglich zwei Schaltstellungen entsprechend aus- und eingeschaltetem Heizelement. Der Schaltpunkt wird dabei eine mechanische Federkraft bestimmt. Die Hysterese zwischen Ein- und Ausschaltpunkt ist durch die mechanischen Eigenschaften bestimmt. Die Abdichtung bewegter Teile, hier des Stößels gegenüber dem Geräteinneren, ist jedoch verschleißanfällig und wartungsintensiv.

Es sind andersartige Durchlauferhitzer bekannt, bei denen die Heizleistung in weiten Grenzen und mit graduellen Abstufungen bspw. im Bereich von 0.5, 1 oder 2 °C einstellbar ist. Die im wesentlichen stufenlosen Heizleistungswerte dieser Geräte werden in der Regel mittels eines oder mehrerer Heizelemente elektronisch durch Beeinflussung der Heizspannung erzeugt. Für Geräte mit im wesentlichen graduell einstellbarer Heizleistung ist daher eine aufwendige Elektronik erforderlich. Weiterhin kann bei Durchlauferhitzern dieser Art eine Messung der Einlauftemperatur und/oder der Auslauftemperatur des Wassers und Konstanthaltung der Auslauftemperatur auf der gewünschten Temperatur durch Regelung der Heizleistung erfolgen, was mit weiterem Aufwand verbunden ist.

Es sind Durchlauferhitzer der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die mittels einer entsprechenden Meßeinrichtung bestimmte Wasserdurchflußmenge in eine Gleichspannung umgewandelt wird. Die Einschaltung der Schalteinrichtungen erfolgt, wenn die Gleichspannung einen voreingestellten Schwellwert überschreitet. Da die Höhe der Gleichspannung jedoch auch von Störgrößen, beispielsweise der Umgebungstemperatur beeinflußt wird, leidet hierunter die Genauigkeit der Schaltung beispielsweise in Bezug auf die Schaltpunkte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Durchlauferhitzer der eingangs genannten Art bereitzustellen, der einen geringen Herstellungsaufwand aufweist, zuverlässig und/oder kostengünstig im Betrieb ist.

Die Erfindung sieht zu diesem Zweck vor, daß die Schalteinrichtung in Abhängigkeit der Durchflußmenge digital-elektronisch gesteuert wird.

Zunächst seien einige der verwendeten Begriffe erläutert. Diskrete Heizleistungswerte sind solche, die sich nicht nur graduell unterscheiden, sondern bspw. um mindestens 5 %, vorzugsweise mindestens 10 %. Eine andere Möglichkeit der Definition besteht darin, daß unterschiedliche diskrete Heizleistungen einen nicht nur graduellen Unterschied der Wassererwärmung bewirken. Am Einschaltpunkt beträgt der Unterschied in der Auslauftemperatur zwischen zwei beliebigen diskreten Heizleistungen daher vorzugsweise mindestens 5 °C, weiter vorzugsweise mindestens 10 °C. Damit ist der erfindungsgemäße Durchlauferhitzer von den bekannten Geräten mit stufenlos verstellbarer Heizleistung abgegrenzt.

Digital-elektronisch bedeutet mittels einer im wesentlichen digitalen Schaltung. Im wesentlichen bedeutet, daß mindestens die Durchflußmengen-Meßwertverarbeitung mittels digitaler Elektronik erfolgt. Auf diese Weise wird im Vergleich zu analoger Elektronik vermieden, daß beispielsweise ein Temperatureinfluß sich negativ auf die Genauigkeit der Schaltung auswirkt. Vorzugsweise ist die gesamte Schaltung digital-elektronisch. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, daß ein erfindungsgemäßer Durchlauflauferhitzer neben der digitalen auch analoge Elektronik aufweist.

Der Stromkreis für die Heizeinrichtung ist derjenige Stromkreis, der die Heizeinrichtung mit einer Primärspannungsquelle, bspw. dem Wechselstromnetz, verbindet, die zur Erzeugung der Heizleistung dient. Jeder der unterschiedlichen diskreten Heizleistungen ist ein entsprechender diskreter Schaltzustand der Schalteinrichtung zugeordnet. Diskret steht im Gegensatz zu stufenlos, also im Gegensatz bspw. zu einem Dimmer. Von der Durchflußmenge abhängige Schaltzustände bedeutet, daß ein Übergang zwischen zwei Schaltzuständen in Abhängigkeit der aktuellen Wasserdurchflußmenge stattfindet. Durchflußmenge wird im folgenden abkürzend für Durchflußmenge pro Zeiteinheit (l/min) verwendet. Häufig gibt es lediglich zwei von der Durchflußmenge abhängige Schaltzustände entsprechend ein- und ausgeschalteter Heizeinrichtung. Dann wird die Heizung bei einem bestimmten Schaltpunkt, der einer vorbestimmten Durchflußmenge entspricht, eingeschaltet. Es kann auch von der Durchflußmenge unabhängige Schaltvorgänge geben. Bspw. kann vorgesehen sein, daß ein Bediener durch ein entsprechendes Bedienelement manuell zwischen den Betriebszuständen Aus, Heizleistung I und Heizleistung II wählen kann. Es gibt dann insgesamt drei Schaltzustände, aber ggf. nur zwei von der Durchflußmenge anhängige Schaltzustände entsprechend ein- oder ausgeschaltetem vorausgewähltem Heizelement.

Aufgrund der erfindungsgemäßen digital-elektronischen Steuerung der Schalteinrichtung kann auf mechanische Schaltelemente und entsprechende Abdichtungen ganz verzichtet werden. Die Verwendung einer digital-elektronischen Steuerung in einem Durchlauferhitzer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wurde bisher nicht in Betracht gezogen, da der damit verbundene Aufwand als zu hoch galt. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß dies nicht zwingend der Fall ist und der Herstellungsaufwand nur geringfügig höher sein kann als bei hydraulisch geschalteten Geräten. Insbesondere ist eine aufwendige Mikroprozessorsteuerung nicht unbedingt erforderlich. Ein weiterer Vorzug der Erfindung besteht darin, daß sich mit elektronisch geschalteten Elementen, bspw. Relais, unproblematisch Anforderungen nach höheren Stromstärken erfüllen lassen im Vergleich zu mechanischen Schaltern, die in der Regel auf maximale Stromstärken von bspw. 25 A beschränkt sind, beziehungsweise einen hohen mechanischen Aufwand mit sich bringen. Weiterhin kann auf eine Temperaturmessung und/oder Regelung und auf den damit verbundenen Aufwand erfindungsgemäß verzichtet werden.

Jeder mögliche Heizleistungswert wird in der Regel durch ein separates Heizelement oder durch Parallelschaltung separater Heizelemente erzeugt. Ein Heizelement ist bspw. eine einzelne Heizwendel. Wenn bspw. zwei oder drei verschiedene Heizleistungen erzeugbar sein sollen, so sind hierfür zwei Heizwendel vorgesehen, die einzeln oder in Kombination betrieben werden können. Die Anzahl der unterschiedlichen erzeugbaren, von Null verschiedenen Heizleistungswerte beträgt in der Regel höchstens vier, vorzugsweise höchstens zwei, weiter vorzugsweise genau eins, damit die Anzahl der notwendigen Heizelemente gering gehalten werden kann. Die Anzahl der von der Durchflußmenge abhängigen Schaltzustände beträgt dementsprechend höchstens fünf, vorzugsweise höchstens drei, weiter vorzugsweise genau zwei.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schalteinrichtung aus zwei Relais, die jeweils in einer der beiden Zuleitungen der Heizeinrichtung angeordnet sind, damit im ausgeschalteten Zustand eine vollständige Netztrennung erreicht wird. Zur Einschaltung der Relais wird an diese jeweils eine bestimmte Einschaltspannung angelegt, diese also parallel zwischen die Einschaltspannung und Masse geschaltet. Nach einer Weiterbildung eines Aspekts der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Relais nach dem Einschalten in Serie miteinander geschaltet werden, so daß beide noch etwa mit der halben Einschaltspannung versorgt werden; dies reicht jedoch aus, um die einmal eingeschalteten Relais eingeschaltet zu halten. Auf diese Weise wird der Stromverbrauch reduziert und die Temperaturentwicklung in den Relais reduziert. Man kann sich zusätzlich die Eigenschaft eines zur Erzeugung der Einschaltspannung vorgesehenen Transformators zunutze machen, daß die Sekundärspannung bei geringerem Stromfluß ansteigt, so daß in diesem Fall die Relais nicht nur mit der halben, sondern etwa 60 % der Einschaltspannung eingeschaltet gehalten werden können. Vorzugsweise erfolgt die Umschaltung der beiden Relais in Serie selbsttätig nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne, bspw. etwa 100 ms. Die Verwendung eines Zeitglieds stellt eine besonders einfache Möglichkeit der automatischen Erzeugung eines Ansteuersignals für die Umschaltung dar. Eine aufwendige Ansteuerung über ein bspw. in einem Mikroprozessor per Software erzeugtes Signal wird dadurch vermieden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Erzeugung von Hysterese in Bezug auf das Ein- und Ausschalten der Schalteinrichtung. Da die Durchflußmenge aufgrund von Druckschwankungen schwanken kann, könnte es, wenn der Ein- und Ausschaltpunkt zusammenfielen, bei einer im Bereich dieses Schaltpunktes liegenden Durchflußmenge zu ständigem Ein- und Ausschalten kommen, was nachteilig im Hinblick auf Verschleiß und Komfort ist. Bei den üblichen hydraulisch gesteuerten Geräten wird Hysterese, das heißt ein im Vergleich zum Einschaltpunkt niedrigerer Ausschaltpunkt der Schalteinrichtung, durch die Ausbildung des Stößels in dem Druckschalter erzeugt, indem man sich bspw. den Unterschied zwischen Haft- und Gleitreibung zunutze macht. Im vorliegenden Fall einer elektronisch gesteuerten Schalteinrichtung kann ein Oszillator zur Erzeugung eines Referenztakts für die Zählung der von einem Impulsgeber in Abhängigkeit der Durchflußgeschwindigkeit erzeugten Impulse vorgesehen sein. Nach dem vorteilhaften Aspekt der Erfindung wird nach dem Einschalten der Heizeinrichtung die Frequenz des Oszillators abgesenkt oder erhöht, so daß das Ausschaltsignal bei einer niedrigeren Durchflußgeschwindigkeit im Vergleich zum Einschaltsignal ausgelöst wird. Dies stellt eine besonders einfache Realisierung von Hysterese insbesondere unter Vermeidung einer aufwendigen Mikroprozessorsteuerung dar. Die relative Frequenzänderung liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 30 %, weiter vorzugsweise 10 bis 20 %.

Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung gehen aus der folgenden beispielhaften Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren hervor. Es zeigen:

Fig. 1:: ein Schaltungsdiagramm des Stromkreises für die Heizeinrichtung;
Fig. 2:: ein Schaltungsdiagramm für die Schalteinrichtung;
Fig. 3:: ein Schaltungsdiagramm der Schaltung für die Erzeugung des Steuersignals für die Schalteinrichtung;
Fig. 4:: ein Schaltungsdiagramm des Oszillators; und
Fig. 5:: ein Schaltungsdiagramm einer alternativen Ausführungsform des Stromkreises für die Heizeinrichtung.

Die Heizeinrichtung wird im Beispiel der Fig. 1 von der Heizwendel 10 gebildet. Diese wird aus dem Wechselstromnetz 11 gespeist. In den beiden entsprechenden Leitungen 12 und 13 ist jeweils ein Schalter 14 bzw. 15 angeordnet, um im ausgeschalteten Zustand eine vollständige Netztrennung zu bewirken. Für die Funktion der Schalteinrichtung reicht auch die Verwendung eines einzelnen Schalters 14 oder 15 aus. Wenn beide Schalter 14, 15 geschlossen sind, fließt Wechselstrom durch die Heizwendel 10, um durch die Wasserleitung 16 fließendes Wasser zu erwärmen. Die Schalter 14, 15 sind jeweils als Relais 17, 18 ausgebildet. Die Schalter 14, 15 bzw. die Relais 17, 18 bilden im Beispiel der Fig. 1 die Schalteinrichtung.

Die Schalter 14, 15 werden geschlossen, wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, eine Steuerspannung an den Relais 17, 18 anliegt. Im ausgeschalteten Zustand sind die Schalter 20, 21, 22 geöffnet und, da keine Steuerspannung an den Relais 17, 18 anliegt, die Schalter 14, 15 geöffnet. Wenn an dem Signaleingang 23 das Signal "Relais Ein" anliegt, so werden die Schalter 20 und 21 unmittelbar geschlossen beziehungsweise eingeschaltet. Die ΔU-Erkennung 24, die beispielsweise im wesentlichen von einer Zenerdiode gebildet werden kann, detektiert an ihrem Eingang 25 aufgrund des geschlossenen Schalters 20 null Volt und schließt daher den Schalter 22. In diesem Zustand unmittelbar nach dem Einschalten liegt die Steuerspannung +Ub jeweils an den Relais 17, 18 an, d.h. die Relais 17, 18 sind parallel an die Steuerspannung +Ub angeschlossen. Dies veranlaßt die Schließung der Schalter 14, 15, so daß der Heizstrom fließt. Die Serienschaltung der Relais 17, 18 ist auf mehr als zwei Relais verallgemeinerbar.

Nach Ablauf der durch das Zeitglied 26 definierten Zeit im Bereich von 20 bis 500 msec, vorzugsweise 50 bis 200 msec, beispielsweise etwa 100 msec wird der Schalter 20 durch das Zeitglied 26 geöffnet. Das Potential am Eingang 25 der ΔU-Erkennung 24 beträgt aufgrund der Trägheit des Relais 17 +Ub, was die ΔU-Erkennung 24 veranlaßt, den Schalter 22 zu öffnen. Der Strom fließt nunmehr durch die über die Verbindungsleitung 27 in Serie geschalteten Relais 17, 18 und den geschlossenen Schalter 21. An den Relais 17, 18 fällt jeweils die Spannung von etwa 0.5 Ub ab, dies reicht jedoch aus, um die einmal eingeschalteten Relais im eingeschalteten Zustand zu halten. Aufgrund der Trägheit der Relais 17, 18 bleiben diese während der Umschaltung von Parallel- zu Reihenschaltung ständig geschlossen. Da infolge der Serienschaltung nur noch etwa der halbe Strom durch die Relais 17, 18 im Vergleich zur Parallelschaltung fließt, führt dies zu einer Stromersparnis und zu einer geringeren Temperaturentwicklung in den Relais 17, 18. Aufgrund des geringeren Stromflusses steigt die mittels eines Transformators erzeugte Steuerspannung aufgrund einer Transformatoreigenschaft bspw. auf etwa 1.2 Ub an, so daß an jedem Relais 17, 18 sogar 0.6 Ub anliegen, was die Sicherheit erhöht, daß die Relais 17, 18 im eingeschalteten Zustand gehalten werden. Die Diode 28 dient zur Vermeidung eines Kurzschlusses im parallel geschalteten Zustand der Relais 17, 18.

Die Erzeugung des Signals "Relais Ein" erfolgt mittels der in Fig. 3 gezeigten Schaltung. Der Impulsgeber 30 erzeugt bei durch die Leitung 16 fließendem Wasser Spannungspulse, deren Frequenz proportional zur Durchflußgeschwindigkeit des Wassers durch die Leitung 16 ist. Dies kann beispielsweise mittels einer Turbine 31 induktiv und damit berührungslos erfolgen. Dies hat nebenbei bemerkt den Vorteil, daß eine Luftblasenerkennung vorgesehen sein kann, was bei herkömmlichen Druckschaltern nicht ohne weiteres möglich ist. Eine Abdichtung des Impulsgebers 30 gegenüber der Leitung 16 ist somit überflüssig. Die vom Impulsgeber 30 erzeugten Pulse werden zu dem Reset-Eingang 32 des Zählers 33 geleitet. Der Zähler 33 inkrementiert einen Zählwert mit einer vom Oszillator 34 definierten Zählfrequenz. Beim Überschreiten einer festgelegten Schwelle wird der Timeout-Ausgang 35 des Zählers 33 eingeschaltet und dieses Timeout-Signal in dem Speicher 36 gespeichert. Wenn an dem Steuereingang 37 des Speichers 36 ein Puls eintrifft, wird ein Wert, der zu dem im Speicher 36 gespeicherten Wert invers ist, als Relais-Seuersignal auf die Signalleitung 23 zur Steuerung der Schalter 20, 21 ausgegeben.

Zunächst sei der Fall betrachtet, bei dem Wasser mit einer Geschwindigkeit oberhalb der Einschaltschwelle fließt. In diesem Fall erzeugt der Impulsgeber 30 Spannungspulse mit hoher Frequenz und kurzem Zeitabstand. Zu einer bestimmten Zeit wird ein erster Puls an den Reset-Eingang 32 des Zählers 33 geleitet. Aufgrund des Resets schaltet der Zähler 33 den Timeout-Ausgang 35 aus, im Speicher 36 wird der Aus-Wert gepeichert. Unmittelbar nach dem Reset wird der Zählwert des Zählers 33 auf Null gesetzt und der Zähler 33 beginnt die Inkrementierung des Zählwerts mit der durch den Oszillator 34 vorgegebenen Taktfrequenz. Nach kurzer Zeit erzeugt der Geber 30 den nachfolgenden zweiten Puls, der auf den Reset-Eingang 32 des Zählers 33 gegeben wird, so daß der Zähler 33 den Zählwert wieder auf Null setzt. Zum Zeitpunkt des Nullsetzens des Zählwerts liegt dieser aufgrund der kurzen Zeitspanne zwischen den beiden Pulsen noch unterhalb der im Zähler 33 festgelegten Zählerschwelle, so daß kein Überlauf des Zählers 33 erfolgt und der Timeout-Ausgang 35 des Zählers 33 daher ausgeschaltet bleibt. Der Timeout-Ausgang 35 des Zählers 33 bleibt also bei ausreichend hoher Frequenz der vom Impulsgeber 30 erzeugten Pulse ständig ausgeschaltet.

Die vom Impulsgeber 30 erzeugten Spannungspulse werden über die Leitung 38 vom Impulsgeber 30 über ein Verzögerungsglied 39 an den Steuereingang 37 des Speichers 36 geleitet. In dem obigen Beispiel löst beispielsweise der zweite Puls nach einer durch das Verzögerungsglied 39 festgelegten Zeitspanne die Ansteuerung des Speichers 36 aus. Infolge der Ansteuerung gibt der Speicher 36 ein zum gespeicherten Aus-Signal inverses Signal, also ein Ein-Signal, auf die Signalleitung 23 aus. Das Relais-Ein-Signal führt, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert, zur Einschaltung der Heizeinrichtung.

Gleichzeitig wird das Relais-Ein-Signal über die Leitung 40 an den Oszillator 34 gegeben, was eine Absenkung der Oszillationsfrequenz in dem Oszillator 34 verursacht. Aufgrund dessen wird die Zählfrequenz des Zählers 33 abgesenkt, so daß die im Zähler 33 festgelegte Zählschwelle auch bei vergleichsweise größeren Pulsabständen, das heißt geringerer Durchflußmenge nicht überschritten wird und die Relais 17, 18 daher auch bei einer Durchflußmenge, welche unter dem Einschaltwert liegt, eingeschaltet bleiben und erst bei einem unter diesem Einschaltwert liegenden Ausschaltwert der Durchflußmenge ausgeschaltet werden. Auf diese Weise wird die gewünschte Hysterese zwischen Einschalt- und Ausschaltvorgang erreicht.

Als nächstes sei der Fall betrachtet, bei dem die Durchflußmenge in der Leitung 16 von ausreichend hoher Durchflußmenge auf Null abgesenkt wird. Der letzte vom Impulsgeber 30 erzeugte Puls löst den Reset des Zählers 33 aus; der Timeout-Ausgang 35 des Zählers wird ausgeschaltet. Der Zähler 33 setzt seinen Zählwert auf Null und beginnt mit der Inkrementierung des Zählwerts. Da der Impulsgeber 30 keinen weiteren Impuls erzeugt, überschreitet der Zählwert irgendwann die im Zähler 33 festgesetzte Schwelle. Der Überlauf veranlaßt den Zähler 33, den Timeout-Ausgang 35 des Zählers 33 einzuschalten. Das Timeout-Signal wird an den Speicher 36 gelegt und gleichzeitig über die Leitung 42 an das Zeitglied 39. Nach Ablauf der im Zeitglied 39 definierten Zeit übernimmt der Speicher 36 das Timeout-Signal an seinen invertierten Ausgang und schaltet über die Leitung 23 die Relais 17 und 18 aus. Weiterhin wird das Timeout-Signal über die Leitung 41 an den Oszillator 34 geleitet, um diesen zu deaktivieren und den Zählvorgang damit zu unterbrechen. Der Zählvorgang wird erst wieder durch den nächsten Reset des Zählers 33 durch einen vom Impulsgeber 30 erzeugten Impuls gestartet. Anstelle der Inkrementierung des Zählerwerts im Zähler 33 kann in einer anderen Ausführungsform auch eine Dekrementierung erfolgen. Anstelle des Absenkens der Oszillationsfrequenz des Oszillators 34 kann in einer anderen Ausführungsform auch eine Anhebung derselben erfolgen.

Wenn ein Relais-Aus-Signal bereits kurz nach einem Relais-Ein-Signal erfolgt, insbesondere innerhalb der durch das Zeitglied 26 definierten Zeitspanne, so bleibt zwar der Schalter 20 geschlossen, jedoch wird der Schalter 21 unmittelbar geöffnet, so daß kein Strom durch die Heizwendel 10 fließt und diese somit vor möglicher Beschädigung bspw. infolge eines Störsignals bei belüfteter Leitung 16 geschützt ist.

Im folgenden sei die Situation betrachtet, daß die Durchflußmenge in der Leitung 16 von Null auf einen Wert unterhalb des Einschaltwertes geändert wird oder auf einen Wert unterhalb des Ausschaltpunkts abgesenkt wird. In diesem Fall löst ein vom Impulsgeber 30 erzeugter erster Puls einen Reset des Zählers 33 aus. Der Timeout-Ausgang 35 wird ausgeschaltet. Der Zähler 33 setzt den Zählwert auf Null und beginnt mit der Inkrementierung des Zählwerts. Bevor der nachfolgende zweite Puls einen erneuten Reset des Zählers 33 auslöst, wird der im Zähler 33 festgelegte Schwellenwert überschritten, so daß der Timeout-Ausgang 35 eingeschaltet wird. Der Wert wird im Speicher 36 gespeichert. Das Timeout-Ein-Signal wird über die Leitung 42 dem Verzögerungsglied 39 zugeführt und dort um eine geringe Zeitspanne verzögert und mit dieser Verzögerung dem Steuereingang 37 des Speichers 36 zugeführt. Dieses Steuersignal veranlaßt den Speicher 36, das Relais-Aus-Signal auf die Signalleitung 23 auszugeben, um die Relais 17, 18 auszuschalten beziehungsweise ausgeschaltet zu lassen. Da es in diesem Wertebereich der Durchflußmenge zu einer ständigen Änderung des Timeout-Ausgangs 35 des Zählers 33 kommt, ist es vorteilhaft, den Wert des Ausgangs 35 in dem Speicher 36 zwischenzuspeichern und den Speicher 36 nur bei der Einschaltung des Timeout-Ausgangs 35 über die Leitung 42 und das Verzögerungsglied 39 auszulösen, da ohne den Speicher 36 ein ständiges, verschleißförderndes Schalten der Relais 17, 18 erfolgen würde. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsglieds ist zweckmäßigerweise wesentlich geringer, vorzugsweise 0.1 oder weniger, als der Abstand zweier Pulse im Bereich der Ein- oder Ausschaltschwelle.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Oszillatorschaltung wird die Oszillationsfrequenz bei ausgeschalteten Relais 17, 18 von dem Kondensator 50 bestimmt. Die Oszillationsfrequenz ist vorzugsweise einstellbar. Wenn die Relais 17, 18 eingeschaltet werden, veranlaßt das Relais-Ein-Signal über die Leitung 40 die Schließung des Schalters 51 und damit zur Parallelschaltung einer Kapazität, nämlich eines oder beider Kondensatoren 52, 53 zum Kondensator 50. Dies führt zu einer Absenkung der Oszillationsfrequenz des Oszillators 34. Zur Erfüllung dieser Funktion reicht einer der beiden Kondensatoren 52, 53 aus. Vorzugsweise sind zwei Kondensatoren 52, 53 parallel geschaltet. Durch Auswahl eines oder beider Kondensatoren können dann unterschiedliche Werte der Frequenzabsenkung bspw. im bevorzugten Bereich von 10 - 20 % realisiert werden. Vorzugsweise sind entsprechende Brücken 54, 55 für jeden Kondensator 52, 53 vorgesehen. Eine der beiden Brücken kann bspw. im Werk oder auf der Einbaustelle entfernt werden, um den gewünschten Wert für den Unterschied zwischen Ein- und Ausschaltpunkt festzulegen. Auf diese Weise kann mit einer Schaltung ein breites Gerätespektrum realisiert werden. In einer anderen Ausführungsform kann auch eine kontinuierliche Verstellbarkeit der Kapazität bzw. allgemeiner der Oszillationsfrequenz realisiert werden. In einer weiteren, nicht gezeigten Ausführungsform kann zur Änderung der Oszillationsfrequenz ein Widerstand in dem Oszillatorkreislauf geändert werden.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform umfaßt die Heizeinrichtung zwei Heizwendel 10, 60 entsprechend zwei Heizstufen. Die Umschaltung zwischen den beiden Heizwendeln 10, 60 erfolgt mittels Schaltern 61, 62, die vorzugsweise als Relais ausgebildet sind. Die Schaltung der Schalter 61, 62 kann bspw. ebenfalls in Abhängigkeit der Durchflußmenge durch die Leitung 16 erfolgen. Bei einem ersten Einschaltpunkt werden bspw. die Schalter 14, 15 geschlossen, Strom fließt durch das Heizelement 10. Bei einem zweiten Einschaltpunkt entsprechend höherer Durchflußmenge werden zusätzlich die Schalter 61, 62 umgeschaltet, Strom fließt durch das Heizelement 60, welches eine höhere Heizleistung aufweist als das Heizelement 10. Die Schaltung der Schalter 61, 62 kann in einer anderen Ausführungsform auch unabhängig von der Durchflußmenge erfolgen, beispielsweise mittels eines nicht gezeigten Bedienelements von außen durch den Benutzer. Dieser kann dann zwei unterschiedliche Heizleistungen und damit Wassertemperaturen auswählen. In diesem Beispiel werden dann nur die Schalter 14, 15 in Abhängigkeit der Durchflußmenge geschaltet. In einer anderen Ausführungsform kann wahlweise die Zuschaltung eines zweiten Heizwendels zu einem ersten Heizwendel erfolgen. Die Zuschaltung kann entweder vom Wasserdurchfluß abhängig gemacht werden, oder durch eine Bedienelement gewählt werden.

Claims

Durchlauferhitzer mit einer Heizeinrichtung (10, 60) zum Erwärmen von fließendem Wasser, der zur Erzeugung mindestens eines diskreten Heizleistungswertes eingerichtet ist, und der eine Schalteinrichtung (14, 15) umfaßt, die in dem Stromkreis für die Heizeinrichtung (10, 60) angeordnet ist und diskrete, von der Durchflußmenge abhängige Schaltzustände aufweist, wobei in einem ersten Schaltzustand der Stromkreis für die Heizeinrichtung (10, 60) unterbrochen und diese daher ausgeschaltet ist, und in dem mindestens einen weiteren Schaltzustand der Stromkreis für die Heizeinrichtung (10, 60) geschlossen und diese daher eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (14, 15) in Abhängigkeit der Durchflußmenge digital-elektronisch gesteuert wird.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der von der Durchflußmenge abhängigen Schaltzustände höchstens fünf, vorzugsweise höchstens drei, weiter vorzugsweise genau zwei beträgt.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (14, 15) die Heizeinrichtung (10, 60) im ausgeschalteten Zustand galvanisch vollständig von der Stromversorgung (11) trennt.
Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung mindestens ein Relais, vorzugsweise mindestens zwei Relais (17, 18) umfaßt.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Relais (17, 18) nach dem Einschalten der Heizeinrichtung (10, 60) in Serie miteinander geschaltet werden.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der Relais (17, 18) in Serie selbsttätig nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne erfolgt.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der Relais (17, 18) in Serie unter Verwendung eines Zeitglieds (26) erfolgt.
Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der Relais (17, 18) in Serie unter Verwendung einer Spannungsdifferenzerkennung (24) erfolgt.
Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einschalten der Heizeinrichtung (10, 60) die Frequenz eines für die elektronische Steuerung der Schalteinrichtung (14, 15) verwendeten Oszillators (34) abgesenkt oder erhöht wird.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Oszillatorfrequenz im Bereich von 5 % bis 30 %, vorzugsweise 10 % bis 20 % liegt.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Oszillatorfrequenz durch Änderung frequenzbestimmender Eigenschaften, insbesondere der Kapazität und/oder des Widerstands, des Oszillators (34) erfolgt.
Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Oszillatorfrequenz durch Parallelschalten einer Kapazität zu den frequenzbestimmenden Bauteilen des Oszillators (34) erfolgt.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität mindestens zwei parallel geschaltete Kondensatoren (52, 53) umfaßt.
Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein für die elektronische Steuerung der Schalteinrichtung (14, 15) verwendetes Steuersignal in einem Speicher (36) zwischengespeichert wird.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Speichers (36) durch ein Steuersignal ausgelöst wird, das auf der Grundlage eines durch einen Impulsgeber (30) erzeugten Pulses oder eines aus einem Zähler (33) ausgegebenen Signals gebildet wird.
Durchlauferhitzer nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang (37) des Speichers (36) mit einem Verzögerungsglied (39) verbunden ist.
Durchlauferhitzer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die digital-elektronische Steuerung der Schalteinrichtung (14, 15) unter Verzicht auf einen Mikroprozessor erfolgt.