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Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Heizwicklungen elektrischer Durchlauferhitzer werden über Schliesskontakte mit Strom versorgt. Die Betätigung der Kontakte erfolgt erst bei Überschreiten einer vorgegebenen Durchflussmenge, d.h. einer vorgegebenen Wasserentnahme, mit Hilfe einer Spulenanordnung, die die Kontakte mechanisch schliesst. Die Heizleistung ist so gewählt, dass die Fluidtemperatur bei normalem Betrieb einen vorgegebenen Grenzwert nicht übersteigen kann. Spulenbetätigte Schalter sind bekanntlich störanfällig. Insbesondere können die von den Spulen angezogenen Anker auch nach Spulenentregung in der angezogenen Stellung "kleben" bleiben, so dass die Heizenergiezufuhr unverändert aufrechterhalten bleibt, obwohl der Strömungswächter die Reduzierung der Wassermenge, u. U. sogar ruhendes Fluid, signalisiert.
Aus der DE 41 42 838 A1 ist eine Anordnung der eingangs genannten Art mit einer Sicherheitseinrichtung bekannt, bei der sowohl der Strömungswächter als auch eine die Energiezufuhr zu den Heizwicklungen erfassende Fühlereinrichtung mit einer Auswerteschaltung verbunden sind. Bei Unterschreitung einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit und Aufrechterhaltung der Energiezufuhr nach Ablauf einer Zeitschaltung wird die Energiezufuhr unterbrochen.
Aus der DE 41 03 373 A1 ist eine Anordnung ähnlicher Art bekannt, bei der ein Einschalten der Heizkörper verhindert wird, wenn ein durchflussabhängiges Signal als Abschaltsignal für die Heizkörper vorliegt und an wenigstens einem der Heizkörper das Netzspannungspotential ansteht. Die bisher zur Betätigung von Sicherheitsstellgliedern verwendeten beweglichen Leitungskomponenten und Schaltglieder arbeiten nicht ohne Probleme bzw. sind bei entsprechender Zuverlässigkeit mit relativ hohen Kosten behaftet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Anordnung der gattungsgemässen Art so zu verbessern, dass die Anzahl der beweglichen und damit störanfälligen Leitungskomponenten verringert und die Zuverlässigkeit der Heizenergieunterbrechung entsprechend erhöht wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Die erfindungsgemässe Anordnung sorgt für eine äusserst hohe Reaktionsschnelligkeit beim Unterbrechen der Heizenergiezufuhr im Störungsfall. Anders als beim Stande der Technik braucht weder ein starker Druckanstieg als Folge einer überhöhten Wassertemperatur noch eine voreingestellte Todzeit abgewartet zu werden Die unmittelbare Abtastung des elektrischen Potentials der Heizwicklungen bewirkt eine sofortige Abschaltung, wenn die Heizwicklungen bei ruhendem Fluid mit Strom beaufschlagt werden. Es kommt daher zu keinem durch Überhitzung bedingten Druckanstieg.
Die Regelantwort der vom Strömungswächter gesteuerten ersten Schaltmittel wird standig überprüft. Ein weiterer grosser Vorteil liegt in den geringen Installations- und Betriebskosten der erfindungsgemässen Sicherheitsschalteinrichtung. Die Potentialabtastung erfolgt durch einfache elektrische Mittel; die Verarbeitung der abgetasteten Signale lässt sich problemlos und mit geringem Mehraufwand in die bei modernen elektrischen Durchlauferhitzern ohnehin vorhandene Steuerelektronik einbinden. Die Funktion der zweiten Schaltmittel ist unabhängig von derjenigen der ersten Schaltmittel. Die Zuordnung der beiden beweglichen Kontakten zu einer einzigen beweglichen Leitungsbrücke erhöht die betriebliche Zuverlässigkeit der Sicherheitseinrichtung bei minimalem baulichen Aufwand.
Eine Verbesserung der Sicherheitsfunktion der erfindungsgemässen Anordnung lässt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, dass die zweiten Schaltmittel mit einem Übertemperatursensor gekoppelt sind, der die zweiten Schaltmittel unter Unterbrechung der Heizenergiezufuhr betätigt, wenn die Fluidtemperatur einen voreingestellten Grenzwert überschreitet.
Die den Schaltmitteln zugeordneten Stellglieder lassen sich bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch besonders einfach gestalten, dass die ersten und zweiten Schaltmittel jeweils bewegungsgekoppelte mehrphasige Schaltkontakte betätigen und dass jeder Schaltkontakt der ersten Schaltmittel in Reihe mit einem Schaltkontakt der zweiten Schaltmittel im Stromversorgungskreis wenigstens einer Heizwicklung angeordnet ist.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Schaltbild der wesentlichen elektrischen Komponenten eines elektri-
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schen Durchlauferhitzers mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anordnung ; Fig. 2 eine Draufsicht auf eine dreiphasige Schaltkontaktanordnung zum Schalten der Heizenergie- zufuhr bei der Anordnung gem. Fig. 1 ; Fig. 3 eine Seitenansicht der Schaltanordnung gem.
Fig. 2.
Das Schaltbild gemäss Fig. 1 zeigt alle wesentlichen elektrischen Komponenten eines elektronisch gesteuerten Durchlauferhitzers, bei dem die Erfindung implementiert ist.
Der Heizstrom fliesst aus den drei Netzphasen L1, L2, L3 über eine erste Schalterbank 11mit drei Schliesskontakten, eine zweite Schalterbank 12 mit drei Öffnerkontakten, eine Heizkörperanschlussanordnung 13, eine Steuereinrichtung 2 mit einer die Stromphasen einzeln und stufenlos steuernden Steuerelektronik Triac-Anordnung in Heizwicklungen bzw.-körper 1a, 1b, 1c. Eine weitere Heizwicklung 1 d liegt direkt zwischen den Phasen L1 und L2.
In der Steuereinrichtung 2 sind alle Steuer- und Schaltfunktionen des Durchlauferhitzers vereinigt.
Ein kontinuierlich arbeitender Strömungssensor 21 gibt ein vom Volumenstrom des Fluids beim Durchströmen des Durchlauferhitzers abhängiges Signal an einen Messmodul 22. Ein von aussen zugänglicher Sollwertsteller 23 dient der Einstellung der gewünschten Wassertemperatur für das betriebliche Ein- und Ausschalten der Stromzufuhr zu den Heizwicklungen 1a bis 1d. Ferner ist ein die Fluid-Eintrittstemperatur erfassender Temperatursensor 24 mit dem Messmodul 22 gekoppelt.
Der Messmodul 22 ist mit einem Strömungsschaltgeber 25 gekoppelt. Der Strömungsschaltgeber 25 steuert bei einem voreingestellten Volumenstrom-Schwellwert, beispielsweise beim Anstieg der Wasserentnahme über 3,5 Ilmin, eine Spule 14 an, die die erste Schalterbank 11 betätigt. Dadurch werden die Heizwicklungen 1a bis 1c in Abhängigkeit der strömungsabhängig gesteuerten TriacAnordnung 20 mit Heizenergie versorgt Sinkt der Volumenstrom unter einen zweiten Schwellwert, der bei einem praktischen Ausführungsbeispiel bei 3,0 I/min liegt, so wird die Spule 14 vom Strömungsschaltgeber 25 entregt, und alle Schaltkontakte der ersten Schalterbank 11öffnen.
Ein Sicherheitsschaltgeber 26 kann über eine zweite Betätigungsspule 16 die zweite Schalterbank 12 betätigen. Letztere besteht bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus drei bewegungsgekoppelten Öffnerkontakten 12a, 12b und 12c. Bei Erregung der Betätigungsspule 16 und der Offnerkontakte 12a... 12c wird die Stromversorgungsleitung für alle Heizkörper 1a ... 1d unterbrochen und alle Heizwicklungen werden stromlos.
Der Sicherheitsschaltgeber 26 verfügt über eine Potentialabtasteinrichtung, die an den Punkten 31,32 und 33 mit den Anschlüssen aller Heizwicklungen 1a, 1b oder 1c (damit auch mit 1d) gekoppelt ist. Die dem Sicherheitsschaltgeber zugeordnete Potentialmesseinrichtung überwacht daher laufend das Potential an den Heizwicklungs-Anschlussstellen. Über eine Leitung 27 steht der Sicherheitsschaltgeber 26 auch mit dem Messmodul 22 und über diesen mit dem Strömungssensor 21 in Verbindung.
Die Sicherheitsfunktion des Sicherheitsschaltgebers 26 besteht darin, im Zusammenwirken mit der Betätigungsspule 16 und den Öffnerkontakten 12a,.. 12c für eine Unterbrechung der Heizenergiezufuhr zu sorgen, wenn die Wasserentnahme unterbrochen ist oder einen Minimalwert unterschreitet und trotzdem an wenigstens einer der Anschlussstellen 31 bis 33 ein elektrisches Potential erfasst wird Ein solches elektrisches Potential wäre nämlich ein unverkennbares Zeichen dafür, dass mindestens einer der Schliesskontakte der ersten Schalterbank 11 geschlossen ist und dementsprechend mindestens eine Heizwicklung bzw. ein Heizkörper 1a, .. 1d unter Strom steht.
Es ist klar, dass der Sicherheitsschaltgeber 26 äusserst rasch anspricht, und zwar zuverlässig bereits dann, wenn die Störung durch Beheizen des Fluids bei zu niedrigem Volumenstrom oder Unterbrechung der Strömung im Durchlauferhitzer soeben erst eingetreten ist. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein Übertemperatursensor und Schalter 28 vorgesehen, der die Fluidtemperatur hinter den Heizkörpern 1a, ... 1d überwacht. Bei einer Übertemperatur gibt der Modul 28 an den Sicherheitsschaltgeber ein Störsignal, das ebenso wie bei einer Fehlfunktion in den ersten Schaltmitteln 11,14 eine Sicherheitsabschaltung über die Spule 16 und die zweite Schalterbank 12 bewirkt.
Diese Abschaltfunktion ist von anderen Bedingungen im gesamten elektronischen System unabhängig ; es muss unter allen Umständen vermieden werden, dass der Benutzer überhitztes Wasser zapft.
Der Messmodul 22 erzeugt, wie gesagt, ein Signal für die beiden Schaltgeber 25 und 26 in Abhängigkeit vom Über- oder Unterschreiten der Wasserentnahme-Schwellwerte. Steht dieses Signal auf der Leitung 27 am Eingang des Sicherheitsschaltgebers 26 an, sind Potentiale bzw. Span-
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nungsdifferenzen an den Potentialabtaststellen 31,32 und 33 betriebsnotwendig. Eine Ansteuerung der Betätigungsspule 16 darf nur erfolgen, wenn gleichzeitig mit dem Anstehen eines Potentials an wenigstens einer der Abtaststellen 31 bis 33 kein Signal auf der Leitung 27 erfasst wird.
Diese Bedingung lässt sich durch einen in den Sicherheitsschaltgeber 26 integrierten oder diesem vorgeschalteten Inverter in Verbindung mit einem UND-Verknüpfungsglied realisieren, wobei dem wenigstens einen anderen Eingang des UND-Verknüpfungsgliedes die digitalisierten Abtastwerte an den Abtaststellen 31... 33 zugeführt werden. Der Ausgang des UND-Verknüpfungsgliedes wird an einen Eingang einer ODER-Verknüpfung angelegt, deren anderer Eingang mit dem digitalisierten Ausgangssignal des Übertemperatursensors und -schalters 28 gekoppelt ist. Für den Fachmann ist klar, dass zahlreiche andere, sowohl analoge als auch digitale Schaltungen zur Realisierung der zuvor beschriebenen Schaltfunktion verwendet werden können.
Anhand der Fig. 2 und 3 wird im folgenden eine besonders vorteilhafte Schalteranordnung beschrieben, in der die beiden Schalterbänke 11 und 12 zusammengefasst sind.
An der Trägerplatte 4 sind die ersten und zweiten Schalterbänke 11 und 12, die diese betätigenden Spulen 14 und 16, die Phasen- und Schutzleiteranschlüsse 41a, 41b, 41c und 41d und die als Steckverbinder ausgebildeten Heizkoppleranschlüsse 13a, 13b und 13c angeordnet. Die Trägerplatte 4 ist über geeignete Anschlusselemente 42 mit der in der Zeichnung nicht dargestellten Grundplatte oder dem Gehäuse des Durchlauferhitzers lösbar verbunden.
Sowohl die erste Spule 14 als auch die zweite Spule 16 betätigt alle Kontakte der ihr zugeordneten Schalterbank 11 bzw. 12. Es genügt daher, den Aufbau und das Bewegungsspiel der ersten und zweiten Schaltanordnungen 11,14 und 12,16 anhand von Fig. 3 zu beschreiben. Diese stellt jeweils nur einen Schaltkontakt 11 b bzw. 12b) der beiden Schalterbänke 11 und 12 sowie die am Bewegungsspiel der beweglichen Kontakte beteiligten Komponenten dar.
Fig. 3 zeigt die Schaltanordnung im normalen, d. h. störungsfreien Betriebszustand. Die Wasserentnahme übersteigt dabei den die Erregung der Spule 14 und damit das Schliessen der Schalterbank 11 auslösenden voreingestellten Schwellwert (Sollwertsteller 23 in Fig. 1) Strom fliesst über den geschlossenen Kontakt 11bzum nachgeschalteten Heizkörper. Die Kontaktbetätigung erfolgt von der Spule 14 über den Spulenanker 15 und einen aus einem isolierenden Werkstoff bestehenden Schieber 17, der das Widerlager für eine Andruckfeder 18 bildet. Die Feder 18 drückt eine Zunge 50 aus leitendem Material gegen eine zum Schieber gehörige Schulter 19. Eine relativ starke Druckfeder 43 sucht den Schieber 17 aus der in Fig. 3 dargestellten Schliessstellung in die Offenstellung des Schaltkontakts 11 b zu bewegen, wobei der Anker 15 vom Kern der Spule 14 abgehoben wird.
Die Federvorspannung lässt sich durch eine Justierschraube 44 einstellen.
Mit Ausnahme eines Störfalles befindet sich die zweite Schalteranordnung 12,16 in der in Fig. 3 dargestellten Ruhestellung, bei der die Öffnerkontakte 12b geschlossen sind. Als Stellglied für die Schalterbank 12 dient ein Schieber 45, der in der in Fig. 3 dargestellten Position durch einen Riegel 46 entgegen der Kraft einer Druckfeder 47 arretiert gehalten wird. Vorspannung und Hub der Feder 47 sind ebenfalls über eine Justierschraube 48 einstellbar. Der Riegel 46 wird durch eine Feder 49 in der in Fig. 3 dargestellten Verriegelungsstellung gehalten. Bei Erregung der Spule 16 wird der zugehörige Anker 16a vom Spulenkern angezogen, schwenkt aus und verschiebt den Riegel 46 in Richtung des Pfeils A, d. h. entgegen der Wirkungsrichtung der Feder 49.
Bei einem vorgegebenen Bewegungshub des Riegels 46 in Richtung des Pfeils A gelangt eine im Riegel 46 ausgebildete Vertiefung 60 in Ausrichtung mit einer Rastnase 61 des Schiebers 45. Dadurch wird der Schieber 45 aus der in Fig. 3 dargestellten Arretierungsstellung soweit freigegeben, dass er unter Wirkung der kräftigen Öffnungsfeder 47 in Richtung des Pfeils B verschoben werden kann. Der Bewegungshub in Richtung des Pfeils B reicht aus, um den Kontakt 12b zuverlässig zu öffnen. Dadurch ist der Leitungsweg vom Netzanschluss 41über eine im wesentlichen stationäre Kontaktzunge 51, den beweglichen Kontakt 11b, die Kontaktzunge 50 und einen festen Kontakt 52 als Heizkörperabgang im Bereich des Kontakts 12b unterbrochen.
Wie in Fig. 3 zu sehen ist, ist die Kontaktzunge 50 als bewegliche Leitungsbrücke ausgebildet, welche die beiden Schalter 11 bund 12b miteinander verbindet und gleichzeitig die beweglichen Kontaktelemente für diese beiden Schalter bildet. Beide Schalter 11bund 12b können unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden. In Längsrichtung ist die Leitungsbrücke bzw. Kontaktzunge 50 über den Schieber 45 gehaltert. Im Schieber 17 ist die Kontaktzunge 50 dagegen nur seitlich und in Kontaktrichtung geführt. Diese Anordnung gewährleistet in besonders vorteilhafter
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Weise ein genau voreinstellbares und praktisch unabhängiges Bewegungsspiel der beiden beweglichen Kontakte 11 bund 12b und andererseits eine geringe Störanfälligkeit und Kompaktbauweise, da nur ein bewegliches Element pro Phase vorgesehen ist.
Da beide Schieber 17 und 45 aus elektrisch isolierendem Material bestehen, können die den Phasen L1, L2 und L3 bzw. deren Anschlüssen 41a, 41b und 41c zugeordneten Leitungsbrücken bzw. Kontaktzungen 50 über die Schieber 17 und 45 bewegungsgekoppelt sein.
Wie oben gesagt, wird die Spule 16 nur dann erregt und die von ihr betätigten Sicherheitsschaltkontakte 12a,... 12c geöffnet, wenn an den Potentialabtaststellen 31 bis 33 ein Potential festgestellt wird, obwohl das im Durchlauferhitzer befindliche Fluid strömungslos ist bzw. eine Wassermenge unterhalb des unteren Schwellwerts festgestellt wird. Dies ist ein Störfall, der zur Abschaltung aller Heizkörper führen muss. Wie aus Fig. 3 ohne weiteres zu sehen ist, kann sich die Sicherheitsschaltanordnung 45,... 49 nach einer Sicherheitsabschaltung nicht automatisch entriegeln.
Der Durchlauferhitzer kann daher nur dann wieder in Betrieb genommen werden, wenn die die Sicherheitsabschaltung auslösende Störung beseitigt und der Schieber 45 durch Betätigung eines Tasterkopfs 45a in Richtung B von Hand wieder in die in Fig. 3 dargestellte Position gebracht wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Anordnung zum Steuern der Heizenergiezufuhr zu den Heizwicklungen eines elektrischen
Durchlauferhitzers mit einem Strömungswächter (21... 23), der über erste Schaltmittel (11,
14,25) die Heizenergiezufuhr in Abhängigkeit von einer Fluidstömung steuert, ferner mit
Mitteln (31... 33) zur Abtastung des elektrischen Potentials der Heizwicklungen (1a ... 1d) und mit der Unterbrechung der Heizenergiezufuhr zu den Heizwicklungen dienenden zwei- ten Schaltmitteln (12,16, 26), die mit den Potential-Abtastmitteln und dem Strömungs- wächter gekoppelt sind, wobei den ersten Schaltmitteln (11,14, 25) Schliesskontakte und den zweiten Schaltmitteln (12, 16, 26) im Stromkreis der Heizwicklungen (1a ...
1d) ange- ordnete gesonderte Öffnerkontakte (12a, 12b, 12c) zugeordnet sind, dadurch gekenn- zeichnet, dass die zweiten Schaltmittel (12,16, 26) die Heizenergiezufuhr zu den Heiz- wicklungen in an sich bekannter Weise dann unterbrechen, wenn an den Heizwicklungen ein elektrisches Potential abgetastet wird, während der Volumenstrom des Fluids einen vorgegebenen Minimalwert unterschreitet, und dass eine bewegliche Leitungsbrücke (50) zwei bewegliche Kontakte trägt, von denen einer (11 b) von den ersten Schaltmitteln (14,
25) und ein zweiter (12b) von den zweiten Schaltmitteln (16,26) betätigbar ist und dass die ersten (14, 25) und zweiten Schaltmittel (16,26) jeweils eine Betätigungsspule (14 bzw.
16) aufweisen, die einen Riegel (46) und/oder Schieber (17) betätigt.
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The invention relates to an arrangement according to the preamble of patent claim 1.
The heating coils of electric instantaneous water heaters are supplied with power via make contacts. The contacts are only actuated when a specified flow rate is exceeded, i.e. a given water withdrawal, with the help of a coil arrangement that mechanically closes the contacts. The heating power is selected so that the fluid temperature cannot exceed a predetermined limit during normal operation. As you know, coil-operated switches are prone to failure. In particular, the armature attracted by the coils can remain "stuck" even after the coil has been de-energized, so that the heating energy supply remains unchanged, although the flow monitor reduces the amount of water and the like. U. even dormant fluid, signaled.
DE 41 42 838 A1 discloses an arrangement of the type mentioned at the outset with a safety device in which both the flow monitor and a sensor device which detects the energy supply to the heating windings are connected to an evaluation circuit. If the flow falls below a predetermined flow rate and the energy supply is maintained after a time switch has expired, the energy supply is interrupted.
An arrangement of a similar type is known from DE 41 03 373 A1, in which the radiators are prevented from being switched on if a flow-dependent signal is present as a switch-off signal for the radiators and the mains voltage potential is present at at least one of the radiators. The movable line components and switching elements previously used to actuate safety actuators do not work without problems or, with corresponding reliability, involve relatively high costs.
The invention is therefore based on the object of improving the arrangement of the generic type in such a way that the number of movable and therefore fault-prone line components is reduced and the reliability of the heating energy interruption is correspondingly increased.
According to the invention, this object is achieved by the features of patent claim 1.
The arrangement according to the invention ensures an extremely high speed of reaction when the heating energy supply is interrupted in the event of a fault. In contrast to the prior art, there is no need to wait for a sharp rise in pressure as a result of an excessively high water temperature or a preset dead time. The immediate sensing of the electrical potential of the heating windings causes an immediate shutdown when the heating windings are supplied with current when the fluid is at rest. There is therefore no increase in pressure due to overheating.
The control response of the first switching means controlled by the flow switch is constantly checked. Another great advantage is the low installation and operating costs of the safety switching device according to the invention. The potential is scanned by simple electrical means; The processing of the sampled signals can be integrated easily and with little additional effort into the control electronics already present in modern electrical instantaneous water heaters. The function of the second switching means is independent of that of the first switching means. The assignment of the two movable contacts to a single movable cable bridge increases the operational reliability of the safety device with minimal construction effort.
An improvement of the safety function of the arrangement according to the invention can be achieved in a further development of the invention in that the second switching means are coupled to an overtemperature sensor which actuates the second switching means with the heating energy supply being interrupted when the fluid temperature exceeds a preset limit value.
In a preferred embodiment of the invention, the actuators assigned to the switching means can be designed particularly simply by virtue of the fact that the first and second switching means each actuate motion-coupled multiphase switching contacts and that each switching contact of the first switching means is arranged in series with a switching contact of the second switching means in the power supply circuit of at least one heating winding is.
Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.
The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows:
1 is a schematic circuit diagram of the essential electrical components of an electrical
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cal continuous flow heater with an embodiment of the arrangement according to the invention; 2 shows a plan view of a three-phase switch contact arrangement for switching the heating energy supply in the arrangement according to FIG. Fig. 1; Fig. 3 is a side view of the switching arrangement acc.
Fig. 2.
1 shows all the essential electrical components of an electronically controlled instantaneous water heater in which the invention is implemented.
The heating current flows from the three network phases L1, L2, L3 via a first switch bank 11 with three make contacts, a second switch bank 12 with three break contacts, a radiator connection arrangement 13, a control device 2 with a control electronics individually and continuously controlling the triac arrangement in heating windings or . body 1a, 1b, 1c. Another heating winding 1 d lies directly between phases L1 and L2.
All control and switching functions of the instantaneous water heater are combined in the control device 2.
A continuously operating flow sensor 21 sends a signal, which is dependent on the volume flow of the fluid as it flows through the instantaneous heater, to a measuring module 22. A setpoint adjuster 23 accessible from the outside is used to set the desired water temperature for the operational switching on and off of the power supply to the heating windings 1a to 1d. Furthermore, a temperature sensor 24 that detects the fluid inlet temperature is coupled to the measuring module 22.
The measuring module 22 is coupled to a flow switch 25. The flow switch actuator 25 controls a coil 14, which actuates the first switch bank 11, at a preset volume flow threshold value, for example when the water withdrawal rises above 3.5 Ilmin. As a result, the heating windings 1a to 1c are supplied with heating energy as a function of the flow-controlled triac arrangement 20. If the volume flow drops below a second threshold value, which in a practical exemplary embodiment is 3.0 I / min, the coil 14 is de-energized by the flow switch actuator 25 and open all switching contacts of the first switch bank 11.
A safety switching transmitter 26 can actuate the second switch bank 12 via a second actuation coil 16. In the exemplary embodiment described, the latter consists of three movement-coupled normally closed contacts 12a, 12b and 12c. When the actuating coil 16 and the opening contacts 12a ... 12c are energized, the power supply line for all radiators 1a ... 1d is interrupted and all heating windings are de-energized.
The safety switching transmitter 26 has a potential sensing device which is coupled at points 31, 32 and 33 to the connections of all heating windings 1a, 1b or 1c (and thus also to 1d). The potential measuring device assigned to the safety switch transmitter therefore continuously monitors the potential at the heating winding connection points. The safety switching transmitter 26 is also connected via a line 27 to the measuring module 22 and via this to the flow sensor 21.
The safety function of the safety switch transmitter 26 consists in working with the actuating coil 16 and the break contacts 12a,... 12c to interrupt the heating energy supply if the water withdrawal is interrupted or falls below a minimum value and still occurs at at least one of the connection points 31 to 33 Such an electrical potential would be an unmistakable sign that at least one of the make contacts of the first switch bank 11 is closed and accordingly at least one heating winding or one radiator 1a,... 1d is under current.
It is clear that the safety switch transmitter 26 responds extremely quickly, reliably even when the malfunction due to the heating of the fluid when the volume flow is too low or the flow in the flow heater has just been interrupted. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, an excess temperature sensor and switch 28 is additionally provided, which monitors the fluid temperature behind the radiators 1a, ... 1d. In the event of an overtemperature, the module 28 sends an error signal to the safety switching transmitter, which, like a malfunction in the first switching means 11, 14, causes a safety shutdown via the coil 16 and the second switch bank 12.
This shutdown function is independent of other conditions in the entire electronic system; it must be avoided under all circumstances that the user draws overheated water.
As already mentioned, the measuring module 22 generates a signal for the two switching transmitters 25 and 26 depending on whether the water withdrawal threshold values are exceeded or not reached. If this signal is present on line 27 at the input of the safety switching transmitter 26, potentials or voltage
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voltage differences at the potential sampling points 31, 32 and 33 are necessary for operation. The actuation coil 16 may only be actuated if, at the same time that a potential is present at at least one of the sampling points 31 to 33, no signal is detected on the line 27.
This condition can be realized by an inverter integrated in the safety switching transmitter 26 or connected upstream of it in connection with an AND gate, the digitized samples being supplied to the at least one other input of the AND gate at the sampling points 31 ... 33. The output of the AND gate is applied to an input of an OR gate, the other input of which is coupled to the digitized output signal of the overtemperature sensor and switch 28. It is clear to the person skilled in the art that numerous other circuits, both analog and digital, can be used to implement the switching function described above.
2 and 3, a particularly advantageous switch arrangement is described below, in which the two switch banks 11 and 12 are combined.
The first and second switch banks 11 and 12, the coils 14 and 16 actuating them, the phase and protective conductor connections 41a, 41b, 41c and 41d and the heating coupler connections 13a, 13b and 13c in the form of plug connectors are arranged on the carrier plate 4. The carrier plate 4 is detachably connected to the base plate (not shown in the drawing) or the housing of the instantaneous water heater via suitable connecting elements 42.
Both the first coil 14 and the second coil 16 actuate all contacts of the switch banks 11 and 12 assigned to them. It is therefore sufficient to set up and move the first and second switching arrangements 11, 14 and 12, 16 with reference to FIG. 3 describe. This represents only one switch contact 11b or 12b) of the two switch banks 11 and 12 and the components involved in the movement of the movable contacts.
Fig. 3 shows the switching arrangement in normal, i.e. H. trouble-free operating condition. The water withdrawal exceeds the preset threshold value (setpoint adjuster 23 in FIG. 1) which triggers the excitation of the coil 14 and thus the closing of the switch bank 11. Current flows via the closed contact 11b to the downstream heating element. The contact is actuated by the coil 14 via the coil armature 15 and a slide 17 made of an insulating material, which forms the abutment for a pressure spring 18. The spring 18 presses a tongue 50 made of conductive material against a shoulder 19 belonging to the slide. A relatively strong compression spring 43 seeks to move the slide 17 from the closed position shown in FIG. 3 into the open position of the switching contact 11b, the armature 15 from Core of the coil 14 is lifted off.
The spring preload can be adjusted using an adjusting screw 44.
With the exception of a malfunction, the second switch arrangement 12, 16 is in the rest position shown in FIG. 3, in which the break contacts 12b are closed. A slide 45, which is held in the position shown in FIG. 3 by a bolt 46 against the force of a compression spring 47, serves as the actuator for the switch bank 12. Bias and stroke of the spring 47 are also adjustable via an adjusting screw 48. The bolt 46 is held by a spring 49 in the locking position shown in FIG. 3. When the coil 16 is excited, the associated armature 16a is attracted by the coil core, swings out and moves the bolt 46 in the direction of the arrow A, i. H. counter to the direction of action of the spring 49.
With a predetermined movement stroke of the bolt 46 in the direction of arrow A, a depression 60 formed in the bolt 46 comes into alignment with a latching lug 61 of the slider 45. As a result, the slider 45 is released from the locking position shown in FIG. 3 to such an extent that it acts the strong opening spring 47 can be moved in the direction of arrow B. The movement stroke in the direction of arrow B is sufficient to reliably open the contact 12b. As a result, the line path from the mains connection 41 via an essentially stationary contact tongue 51, the movable contact 11b, the contact tongue 50 and a fixed contact 52 as a radiator outlet in the region of the contact 12b is interrupted.
As can be seen in FIG. 3, the contact tongue 50 is designed as a movable lead bridge which connects the two switches 11 and 12b together and at the same time forms the movable contact elements for these two switches. Both switches 11b and 12b can be opened and closed independently of one another. In the longitudinal direction, the line bridge or contact tongue 50 is held over the slide 45. In the slide 17, the contact tongue 50, on the other hand, is only guided laterally and in the contact direction. This arrangement ensures in a particularly advantageous manner
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A precisely adjustable and practically independent movement play of the two movable contacts 11 bund 12b and on the other hand a low susceptibility to malfunction and compact design, since only one movable element is provided per phase.
Since both slides 17 and 45 consist of electrically insulating material, the line bridges or contact tongues 50 assigned to phases L1, L2 and L3 or their connections 41a, 41b and 41c can be coupled in motion via the slides 17 and 45.
As stated above, the coil 16 is only energized and the safety switch contacts 12a,... 12c actuated by it are opened when a potential is found at the potential sampling points 31 to 33, even though the fluid in the water heater is flowless or a water quantity below it of the lower threshold is determined. This is a malfunction that must result in all radiators being switched off. As can easily be seen from FIG. 3, the safety switching arrangement 45,... 49 cannot automatically unlock after a safety shutdown.
The instantaneous water heater can therefore only be put into operation again if the fault which triggers the safety shutdown is eliminated and the slide 45 is brought back manually into the position shown in FIG. 3 by actuating a pushbutton head 45a in direction B.
PATENT CLAIMS:
1. Arrangement for controlling the heating energy supply to the heating windings of an electrical
Continuous-flow heater with a flow monitor (21 ... 23), which is switched by first switching means (11,
14, 25) controls the heating energy supply as a function of a fluid flow, also with
Means (31 ... 33) for scanning the electrical potential of the heating windings (1a ... 1d) and with the interruption of the heating energy supply to the heating windings serving second switching means (12,16, 26), which with the potential scanning means and the flow monitor are coupled, the first switching means (11, 14, 25) making contacts and the second switching means (12, 16, 26) in the circuit of the heating windings (1a ...
1d), arranged separate break contacts (12a, 12b, 12c) are assigned, characterized in that the second switching means (12, 16, 26) interrupt the heating energy supply to the heating windings in a manner known per se when on an electrical potential is sensed in the heating windings, while the volume flow of the fluid falls below a predetermined minimum value, and that a movable conductor bridge (50) carries two movable contacts, one of which (11b) is operated by the first switching means (14,
25) and a second one (12b) can be actuated by the second switching means (16, 26) and that the first (14, 25) and second switching means (16, 26) each have an actuating coil (14 or
16) which actuates a bolt (46) and / or slide (17).