DE3033583A1

DE3033583A1 - Anordnung zum erhitzen von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE3033583A1
Application number: DE19803033583
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. Küsnacht Czepek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-06
Filing date: 1980-09-06
Publication date: 1982-03-25
Also published as: DE3033583C2

Description

Anordnung zum Erhitzen von Flüssigkeiten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Erhitzen von Flüssigkeiten, beispielsweise zum Vorwärmen von Heizöl für Ölbrenner, deren Öldurchsatz von einem Thermostaten nach Maßgabe des Wärmebedarfs steuerbar ist.
Es ist bekannt, daß die Vorwärmung von Heizöl die Kennwerte seiner Verbrennung wesentlich verbessert.
Auf über 100° C vorgewärmtes und deshalb dünnflüssiges Heizöl läßt eine erhöhte Rotationsgeschwindigkeit in der Drallkammer der Düse und infolgedessen auch eine wesentlich feinere Zerstäubung zu. Eine bessere Zerstäubung bewirkt eine intensivere Vermischung des sehr dünnflüssigen Ölnebels mit der Verbrennungsluft und führt zu einer praktisch rußfreien Verbrennung, durch die sich nicht nur der Rußansatz an den Heizflächen, sondern auch die Belastung der Umwelt durch den Rußausstoß, erheblich vermindern lassen.
Durch die Viskositätsverminderung - hohe Viskosität bedeutet dickflüssiges bzw. zähes Öl, niedrige Viskosität bedeutet dünnflüssiges, leicht zerstaubbares Öl - kann außerdem der Druck, der erforderlich ist, das Öl durch die Düse zu pressen, auf etwa die Hälfte der üblichen Druckwerte. reduziert werden (von z.B.
10 bis 20 bar auf 5 bis 6 bar).
In neuester Zeit führen nicht nur die hohen, sondern vor allem die unterschiedlichen Viskositätswerte der auf dem Markt verfügbaren Heizölsorten zu Schwierigkeiten ("Warentest" 15. Jg Ausg. 1980, S. 72/73).
Der sich verändernde Zerstäubungswinkel in der Düse verschlechtert die Verbrennung, vergrößert die Verrußung und führt zu Pulsationen und Verpuffungseffekten.
Es ist versucht worden, diese Störungen in normalen Ölfeueranlagen durch Ölvorwärmer zu vermeiden.
Bekannt geworden ist beispielsweise ein Ölvorwärmer mit der Bezeichnung VISKOSTAT der Firma A. Schwarz & Co,'Ötztal-Österreich, der im Jahre 1977 auf dem Markt erschien.
Nachteilig ist, daß dieser Vorwärmer nicht an jede Ölheizungsanlage angeschlossen werden kann, da er nur zusammen mit dem von der Firma Schwarz hergestellten und vertriebenen Brennerstock eingesetzt werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Leistung dieses bekannten Ölvorwärmers nur 65 Watt beträgt und daß mit dieser' Leistung höchstens ein Öldurchsatz von 1,5 kg/h auf 1000 C erwärmt werden kann. Wenn aber der Öldurchsatz diesen Grenzwert übersteigt, sinkt die Öltemperatur ab und es kommt wieder zu Viskositätsschwankungen, die eigentlich verhindert werden sollen. Außerdem besitzt dieses System keine Möglichkeit, diejenigen Störungen zu beheben, die durch Heizöle mit unterschiedlichen Viskositäten hervorgerufen werden.
Ein anderer bekannter Ölvorwärmer mit der Bezeichnung AFRISO-INFLAMA von den Firmen Bieler und Lang, Achern, bzw. Afriso-Euro-Index GmbH, Güglingen/Württemberg, besteht aus einem Vorwärmblock, der jedoch nicht ohne konstruktive Veränderungen mit beliebigen Brenneranlagen kombiniert werden kann.
Er gewährleistet auch keine ausreichende automatische Anpassung der Öltemperatur bzw. Viskosität und den tatsächlichen - durch den Heizungsthermostat vorgegebenen - Öldurchsatz des Brenners.
Bekannt geworden ist schließlich auch ein Vorwärmfilter der gleichen Firma, in welchem das Heizöl durch das Heißwasser erwärmt wird. Diese relativ geringe Vorw'rmun reicht jedoch nicht aus, um wesentliche Ersparnisse bzw. Verbesserungen der Verbrennung zu erreichen, die optimal erst bei einer konstanten Heizöltemperatur von etwa 1150 C eintreten.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die eine optimale Ölvorwärmung bei unterschiedlichSh Öldurchsätzen und Heizölsorten mit verschiedenen Viskositäten ermöglicht, und die zudem in einfacher Weise an praktisch jede Ölheizanlage angeschlossen werden kann.
Es wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe lösen läßt, durch einen relativ kurzen elektrischen Durchlauferhitzer mit einem Flüssigkeitsauslauf und einem Flüssigkeitseinlauf, dessen Durchflußrohr konzentrisch einen Rohrheizkörper umgibt, in dessen Stromkreis ein Triac als Leistungsschalter vorgesehen ist, dessen Leistungsdurchgänge von einer mit dem Durchlauferhitzer in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachten Phasenanschnittssteuerung geschaltet werden, die über einen mit dem Durchflußrohr verbundenen, temperaturabhängigen Halbleiterwiderstand stufenlos regelbar ist.
Durch diese Anordnung erreicht man eine optimale Vorwärmung des Heizöls - unabhängig von sich ändernden Öldurchsätzen und unterschiedlichen Ölqualitäten - auf eine einstellbare Höhe von beispielsweise 115°C mit Toleranzen innerhalb von + 10 G. Dieses hat eine Öleinsparung zwischen 20 % und 30 % und eine wesentliche Herabsetzung der Umweltverschmutzung zur Folge.
Von besonderem Vorteil ist es, daß die Anordnung aufgrund ihrer gedrungenen Ausführung und thermischen Auslegung ohne Schwierigkeiten nachträglich an jede bereits vorhandene Brenneranlage und selbstverständlich auch an jede neu zu installierende Brenneranlage angeschlossen werden kann. Ferner X ; die Anordnung unabhängig von der elektrischen Steuerung des Brenners. Die Ölvorwärmanordnung nach der Erfindung wird mittels eines eigenen Anschlußkabels an eine Netzsteckdose angeschlossen.
Sowohl der Durchlauferhitzer, als auch die elektronische Inistungssteuerung sind außerordentlich robust und sicher ausgebildet und gemeinsam - jedoch räumlich und thermisch getrennt voneinander - servicefreundlich und insgesamt wärmeisoliert in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht.
Die durch sorgfältige Messungen ermittelten Verbesserungen der Verbrennung und das besondere Ausmaß der erzielten Einsparungen ergeben sich daraus, daß es mit der neuen Anordnung gelingt, bei allen Belastungsstufen und unterschiedlichen Ölsorten das Heizöl mit einer nicht nur möglichst niedrigen, sondern auch gleichmässigen Viskosität zu verbrennen. Mit der erfindungsgemäß eingesetzten elektrischen Phasenanschnittssteuerung gelingt es, den Triac so zu steuern, daß praktisch ohne Zeitverzögerung eine Anpassung der Vorwärmtemperaturen an geänderte Durchfluß- bzw. Betriebsbedingungen möglich ist.
Für kleinere Anordnungen besteht der Durchlauferhitzer aus einem einzigen, ggf. gekrümmten, den Rohrhei%körper umgebenden Durchflußrohr.
Für größere Anordnungen besteht der Durchlauferhitzer aus wenigstens zwei Durchlauferhitzerabschnitten mit je einem Durchflußrohrabschnitt und einem Rohrheizkörperabschnitt, wobei an den offenen Enden dieser Durchflußrohrabschnitte Rohrstücke angeschlossen sind, die zugleich die nach außenragenden Enden der Rohrheizkörperabschnitte mit deren Stromanschlußstücken fixieren.
Im einzelnen sind die Rohrstücke entweder als Verbindungsrohre ausgebildet, die die Durchflußrohrabschnitte miteinander verbinden und / oder als deren Flüssigkeitsauslauf bzw. Flüssigkeitseinlauf.
Rierdurch erreicht man, daß auf kleinstem Raum ein sehr leistungsfähiger Vorwärmer im Gehäuse untergebracht werden kann, dessen geringe Abmaße eine Voraussetzung dafür sind, daß die Anordnung nachträglich mit jeder beliebigen Brenneranordnung kombiniert werden kann.
Herstellungstechnisch von Vorteil ist, daß die offenen Enden der Durchflußrohrabschnitte stumpf auf Durchflußöffnungen in den Rohrstücken aufsitzen, mit denen sie dicht verlötet, verschweißt bzw. verpreßt oder dergleichen sind, und daß in den Wandbereichen der Rohrstücke, die den Durchflußöffnungen gegenüberliegen, Öffnungen zum Durchstecken und Befestigen der Enden der Rohrheizkörperabschnitte vorgesehen sind.
Im einzelnen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß zwei Durchflußrohrabschnitte einerseits durch ein Verbindungsrohr mit geschlossenen Rohrenden miteinander verbunden und andererseits an je einen offenen Flüssigkeitsauslauf bzw. Flüssigkeitseinlauf angeschlossen sind.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind drei Durchflußrohrabschnitte beiderseits durch Je ein Verbindungsrohr miteinander verbunden, dessen eines Ende geschlossen und dessen anderes Ende als offener Flüssigkeitsauslauf bzw. Flüssigkeitseinlauf ausgebildet ist.
Je nach Größe und Einsatzart der erfindungsgemäßen Anordnung sind die an einer Seite nach außenragenden Stromanschlußstücke kurzgeschlossen bzw. mit Schaltern versehen. Infolgedessen sind - den Jeweiligen Gegebenheiten entsprechend - eine große Zahl elektrischer Schaltungsvarianten möglich.
Zur Unterstützung der Möglichkeiten können die Wärmewerte der Rohrheizkörperabschnitte gleichgroß bzw. unterschiedlich groß sein, so daß die erfindungsgemäße Anordnung insgesamt eine große Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Betriebsverhältnisse aufweist.
Von besonderem Vorteil ist, daß auf dem Rohrheizkörper bzw. den Rohrheizkörperabschnitten eine Distanz- und Strömungswicklung angeordnet sein kann, die nicht nur zur Distanzierung des Rohrheizkörpers vom Durchflußrohr dient, sondern zudem den gleichmäßigen Ölstrom durch das Durchflußrohr gewährleistet. Durch diese Maßnahme erreicht man zudem, daß trotz der geringen-Durchflußrohrlänge die Oberflächenbelastung des Rohrheizkörpers so niedrig wird, daß bei der intensiven Durchströmung eine Ölverkrackung nicht vorkommt, und die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Anordnung praktisch unbegrenzt ist.
Der temperaturabhängige Halbleiterwiderstand ist mit einer Metall-Lasche verschraubt, deren freies Ende entlangMefner Windung der Distanz- und Strömungswicklung am Flüssigkeitsauslauf mit dem Durchflußrohr verlötet ist. Auf diese Weise wird verzögerungsfrei die Temperatur des Öles am Ausgang des Durchlauferhitzers abgetastet.
Erfindungsgemäß kann der temperaturabhängige Halbleiterwiderstand ein Kaltleiter (PTC) bzw. ein Heißleiter (N'UC) sein. Welcher Halbleiterwiderstand im einzelnen zur Steuerung eingesetzt wird, bleibt den jeweiligen Umständen vorbehalten. Um Zerstörungen der Anordnung zu verhindern, ist im Stromkreis des Rohrheizkörpers bzw. der Rohrheizkörperabschnitte ein Thermoabschalter vorgesehen, der mit dem Durchflußrohr in wärmeleitender Wirkverbindung steht.
Im einzelnen kann im Stromkreis jedes Rohrheizkörpers bzw. jedes Rohrheizkörperabschnittes ein Triac angeordnet sein. In diesem Falle kann in einem besonderen Ausführungsbeispiel ein und dieselbe Phasenanschnittssteuerung zum Steuern aller Triac's eingesetzt werden.
In anderen Ausführungsbeispielen kann es auch von Vorteil sein, daß jeweils nur ein Rohrheizkörperabschnitt bzw. zwei Rohrheizkörperabschnitte in ihren Stromkreisen Triac's aufweisen und daß ein dritter oder weitere Rohrheizkörperabschnitte ungeregelt für das Erzeugen einer Grundvorwärmmenge dienen.
Um einen unnötigen Vorwärmestrom zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn de Anschlußklemmen der Anordnung in Parallelschaltung zum Brenner an die Brennersteuerung angeschlossen werden. Der ölvorwärmer ist dann in den Stopp-Phasen des Brenners abgeschaltet und verbraucht keinen Strom.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Anordnung direkt an das Stromversorgungsnetz angeschlossen. Bei abgeschalteten Brenner hält der Vorwärmer das Durchflußrohr auf der eingestellten Temperatur, wobei jedoch nur ein Minimum an elektrischer Leistung verbraucht wird.
Weitere Einzelheiten und merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die sich auf die Zeichnung bezieht.
Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, Fig. 2 einen Durchlauferhitzer, Fig. 3 einen anderen Durchlauferhitzer und Fig. 4 bis 8 Schaltungsbeispiele.
Die Erfindung kann als Erhitzer für beliebige Flüssigkeiten eingesetzt werden, sie wird jedoch nachfolgend am Ausführungsbeispiel eines Ölvorwärmers erläutert, der an alle Brennersysteme in einfachster Weise angeschlossen werden kann. Mit Hilfe einer neuartigen elektronischen Triac-Steuerung läßt sich die Viskosität des Heizöls bei Öldurchsätzen zwischen 0,5 bis 60 kg/h stufenlos regeln und auf einem optimalen Wert halten. Zudem ist es mit der Erfindung möglich, in einfacher Weise den Vorwärmer auf unterschiedliche Heizölsorten, beispielsweise auf Schweröl bzw. Leichtöl einzutarieren. Die Vorwärmer nach der Erfindung können - je nach Einsatzart - mit Anschlußwerten zwischen 500 bzw. 2000 Watt geliefert und in Sonderfällen auch mit noch höheren Leistungen zur Verfügung gestellt werden. Die tatsächliche Einsparung gegenüber bekannten Vorwärmern liegt zwischen 20 und 30 % Heizöl.
In der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ist ein Durchlauferhitzer (1) im oberen Teil (16.1) eines Gehäuses(16) untergebracht, in dessen davon durch eine Trennwand (16.3) getrennten unteren Gehäuseteils (16.2) eine elektronische Phasenanschnittssteuerung (17) dargestellt ist.
Der relativ kurze elektrische Durchlauferhitzer (1) weist einen Flüssigkeitsauslauf (9) und einen Flüssigkeitseinlauf (10) auf, deren Anschlußenden aus dem Gehäuse (16) herausragen.
Der Durchlauferhitzer (1) ist so ausgebildet, daß ein Durchflußrohr (4) konzentrisch einen Rohrheizkörper (5) umgibt. Der Rohrheizkörper (5) ist beiderseits mit Stromanschlußstücken (11.1) versehen, die an die elektronische Schaltung im unteren Gehäuseteil (16.2) verbunden sind.
Auf dem Rohrheizkörper (5) bzw. den weiter unten erläuterten Rohrheizkörperabschnitten (5.1 - 5.5) ist eine Distanz- und Strömungswicklung (6) angeordnet. Diese Distanz- und Strömungswicklung (6) kann so dimensioniert sein, daß ihre Windungen sowohl am Rohrheizkörper (5), wie auch an der Innenwand des Durchflußrohres (4) anliegen. Hierdurch wird ein inniger Kontakt zwischen dem Rohrheizkörper (5) und dem Durchflußrohr (4) hergestellt und zugleich der durchströmenden Flüssigkeit die Passage durch das Durchflußrohr (4) vorgegeben. Durch die Distanz- und Strömungswicklung (6) wird eine Vergrößerung der beheizten Oberfläche sowie eine Verbesserung des Flüssigkeitsstromes gewährleistet. Zudem läßt sich durch die Distanz- und Strömungswicklung (6) der Temperaturunterschied zwischen dem Rohrheizkörper und dem Durchflußrohr herabsetzen. Schließlich gewährleistet die Distanz-und Strömungswicklung (6) eine sehr gute Absicherung der konzentrischen Lage des Rohrheizkörpers innerhalb des Durchflußrohres.
Das in Fig. 1 gekrümmt dargestellte Durchflußrohr (4) weist offene Enden auf, die stumpf auf Durchflußöffnungen (12) im Flüssigkeitsauslauf (9) bzw. Flüssigkeitseinlauf (10) aufsitzen. Den Durchflußöffnungen (12) gegenüber sind Offnungen (13) in den Wandungen des Flüssigkeitsauslaufes (9) bzw. des Flüssigkeitseinlaufes (10) vorgesehen, durch die die Endbereiche des Rohrheizkörpers (5) hindurchgesteckt sind. Aus den Enden ragen die Stromanschlußstücke (11.1) nach außen. Die Endbereiche des Rohrheizkörpers (5) sind im Bereich der Öffnungen (17) mit dem Flüssigkeitsauslauf (9) bzw. Flüssigkeitseinlauf (10) dicht verbunden.
Das in Fig. 1 rechte Stromanschlußstück (11.1) des Durchlauferhitzers (1) ist direkt an eine der Anschlußklemmen (26) herangeführt. In diesem Stromkreisstück (14.1) sind Schalter angedeutet, die je nach den gegebenen Umständen durch Steuereinrichtungen bedarfsweise betätigt werden können.
Das in Fig. 1 dargestellte linke Stromanschlußstück (11.1) ist über einen Thermoschalter (20) zur Sicherheitsabschaltung an die elektronische Schaltung mit der Phasenanschnittssteuerung (17) herangeführt. Der Thermoabschalter (20) kann mit einer Signallampe gekoppelt sein, die aufleuchtet, sobald der Thermoschalter (20) den Stromkreis (14) - beispielsweise wegen Uberhitzung -geöffnet hat.
Der Stromkreis (14) verläuft über eine Drosselspule (28) und einen Triac (15) mit angedeutetem Wärmeableitblech (15.1) und eine Sicherung (27) zur zweiten'Anschlußklemme (26).
Zur Entstörung der Schaltung ist ein Widerstand (31) in Reihe mit einem Kondensator (32) vorgesehen. Diese beiden Schaltungselemente können im Bedarfsfall durch andere Entstörmittel ersetzt werden.
Der Triac (15) wird im dargestellten Ausführungsbeispiel stufenlos durch einen AC-Trigger (25) gesteuert, der mit einem Halbleiterwiderstand (18) in Schaltverbindung steht, welcher über eine angedeutete Metall-Lasche (19) mit dem Durchflußrohr (4) verbunden ist. Um eine möglichst innige Verbindung und damit verzögerungsfreie Abtastung zu ermöglichen, ist der Halbleiterwiderstand (18) mit der Metall-Lasche (19) verschraubt, die ihrerseits mit dem Durchflußrohr (4) im Einflußbereich von Windungen der Distanz-und Strömungswicklung fest verbunden, vorzugsweise verlötet ist.
Je nach Ausbildung der Phasenanschnittssteuerung (17) kann der temperaturabhängige Halbeiterwiderstand (18) ein Kaltleiter (PTC) bzw. ein ifeißleiter (NTt) sein. Der Haibleiterwiderstand (18) ist durch einen Schutzwiderstand (30) abgesichert.
Durch das Potentiometer (29) ist es möglich, die Schaltungsanordnung vor ihrer Montage abzugleichen bzw. einzujustieren. Mit dem~~Potentiometer (29) ist es jedoch auch möglich, den Ölvorwärmer an die Qualität der jeweils eingesetzten Heizölsorte anzupassen. Insbesondere kann mit dem Potentiometer (29) die Anordnung auf die Verwendung von Schweröl bzw. leichtem Heizöl abgeglichen werden.
Ohne am Kern der Erfindung etwas zu ändern, kann der AC-Urigger (25) auch durch andere Schaltungen ersetzt werden. So kann beispielsweise zum Ansteuern des Triac's (15) eine bidirektionale Diode bzw. ein Silizium Unilateral- bzw. ein Bilateralschaiter verwendet werden. Von Vorteil ist, wenn zum Ansteuern des Triac's (15) eine - vorzugsweise - monolithische integrierte Schaltung bzw. ein Nullspannungsschalter eingesetzt werden. Um eine größtmögliche Sicherheit zu ermöglichen, sind in bevorzugten Ausführungsbeispielen der temperaturabhängige, mit dem Durchflußrohr (4) verbundene temperaturabhängige Halbleiterwiderstand (18) bzw.
die gesamte Phasenanschnittssteuerung (17) in Silikonkautschuck eingegossen.
Zur Wärmeisolation kann weiterhin das Durchflußrohr t4) sowie die im Gehäuse (16.1) angeordneten Teile des Flüssigkeitsauslaufes (9) und des Flüssigkeitseinlaufes (10) mit einer Schicht (24) aus hochwertigem Isoliermaterial überzogen werden. Zusätzlich lassen sich die verbleibenden Hohlräume des Gehäuses (16.1) bzw.
(16.2) durch ans ich bekannte Isoliermaterialien wie Glaswolle oder dergleichen ausfüllen.
1'm eine gute Wärmeabfiihrung zu ermöglichen, können in den Gehäuseteilen in der Nähe des Wärmeableitbleches (15.1) des Triac's (15) Öffnungen vorgesehen sein, um den Triac mit Kühlluft zu versorgen.
Ohne am Kern der Erfindung etwas zu ändern, kann die erfindungsgemäße Anordnung auch als Warmwasserbereiter mit genauer und stufenloser Regelung für Brauchwasser verwendet werden.
dem Triac 15 und Durch die Zusammenfassung eines Durchlauferhitzers (1) mit/der elektronischen Phasenanschnittssteuerung (17) in einem kompakten, räumlich beschränkten Gehäuse ist es möglich, daß der Ölvorwärmer in einfacher Weise an jede Ölverbrennungsanlage angeschlossen werden kann. Mit der eingesetzten Triac-Steuerung ist es möglich, nicht nur jede Leistung zur Vorwärmung von Öl oder zur Erwärmung von Flüssigkeiten in Anspruch zu nehmen und bereitzustellen, 90ndern von besonderem Vorteil ist, daß die tatsächliche Öl- bzw.
Flüssigkeitstemperatur praktisch verzögerungsfrei abgetastet und zur Steuerung des Triac' s (15) herangezogen werden kann.
Obzwar der Durchlauferhitzer (1) mit einem Hochleistungsrohrheizkörper (5) und einer Distanz- und Strömungswicklung (6) ausgerüstet ist, wodurch trotz der geringen Durchflußrohrlänge eine außerordentlich niedrige Oberflächenbelastung des Rohrheizkörpers erreichbar ist, reicht der in Fig. 1 dargestellte Durchlauferhitzer (1) für viele Anwendungsfälle nicht aus. Ohne am Kern der Erfindung etwas zu ändern, kann daher auch ein Durchlauferhitzer (2) gem. Fig. 1 zum Einsatz kommen. Dieser Durchlauferhitzer (2) besteht aus Durchlauferhitzerabschnitten (2.1 u. 2.2), dessen Durchflußrohrabschnitte (4.1 u. 4.2) einerseits durch ein Verbindungsrohr (7) mit geschlossenen Rohrenden miteinander verbunden und andererseits an je einen offenen Flüssigkeitsauslauf (9.1) bzw. offenen Flüssigkeitseinlauf (10.1) angeschlossen sind. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel stehen die offenen Enden der Durchflußrohrabschnitte (4.1 u. 4.2) stumpf auf Durchflußöffnungen (12) der Rohrstücke (7 bzw. 9.1 u. 10.1) auf. Den Durchflußöffnungen (12) gegenüber sind in den Wandungen der Rohrstücke Öffnungen (13) zum Durchstecken der Rohrheizkörperabschnitte (5.1 u. 5.2) sowie ihrer Stromanschlußstücke (11.1 u. 11.2) vorgesehen. Der Durchlauferhitzer (2) gemäß Fig. 2 kann ebenfalls Distanz- und Strömungswicklungen (6) aufweisen, die jedoch der Einfachheit halber in Fig. 2 nicht dargestellt sind. Durch die Öffnungen (13) werden die Rohrheizkörperabschnitte (5.1 bzw.
5.2) nicht nur befestigt, sondern auch hinsichtlich der Durchflußrohrabschnitte (4.1 u. 4.2) zentral fixiert.
In einem weiteren Beispiel der Erfindung sind drei Durchflußrohrabschnitte (4.3, 4.4 bzw. 4.5) vorgesehen, die zusammen mit den Rohrheizkörperabschnitten (5.3, 5.4 u. 5.5) die Durchlauferhitzerabschnitte (3.1, 3.2 bzw. 3.3) des allgemein mit "5" bezeichneten Durchlauferhitzers bilden. Die einzelnen Durchlauferhitzerabschnitte (3.1, 3.2 u. 3.3) sind durch Verbindungsrohre (8) miteinander verbunden, deren jeweils eines Ende geschlossen und deren jeweils anderes Ende als offener Flüssigkeitsauslauf (9.2) bzw. Flüssigkeitseinlauf (10.2) ausgebildet sind. Die Durchflußöffnungen (12) bzw. die oeffnungen (13) haben im Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 3 die gleiche Bedeutung wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Die Stromanschlußstücke (11) sind in Fig. 3 von links nach rechts mit "11.3t', "11.4" und "11.5" bezeichnet. Im Bednrfsfall kann ein Durchlauferhitzer (3) gemäß Fig. 3 beliebig durch Hinzufügen weiterer Durchflußrohrabschnitte erweitert werden. Ebenso ist eine beliebige Kombination der Durchlauferhitzer (1, 2 u. 3) im Bedarfsfa,lle möglich.
Die in den Fig. 2 bzw. 3 dargestellten Rohrstücke (7, 8; 9.1; 9.2 bzw. 10.1 u. 10.2) können kreisförmig oder eckigen Querschnitt aufweisen.
Die Fig. 4 bis 8 stellen Schaltungsvarianten der Rohrheizkörperabschnitte (5.1 bis 5.5) dar. Gemäß der Fig. 4 und 6 sind die an einer Seite nach außen ragenden Stromanschlußstücke (11.1, 11.2, 11.3 bzw. 11.4) elektrisch1gurzgeschlossen. Gemäß Fig. 4 kann in einer Phase (Mp) ein Triac mit Phasenanschnittssteuerung (17) sitzen.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 können in jeder Phase (RST) Triac's (15) mit Phasenanschnittssteuerungen (17) angeordnet sein. In diesem Fall werden alle Rohrheizkörper (5) geregelt.
Ohne am Kern der Erfindung etwas zu ändern, können die drei Triac's gemäß Fig. 6 von einer Phasenanschnittssteuerung gesteuert werden. Es kann aber auch erforderlich sein, den in jeder Phase (RST) vorhandenen Triac (15) durch eine eigene Phasenanschnittssteuerung (17) zu beeinflussen.
Fig. 5 deutet ein Ausführungsbeispiel an, bei dem nur einer der Rohrheizkörper (5.1) mit einem geregelten Triac (15) gesteuert werden kann. Der andere Rohrheizkörper (5.2) erzeugt dabei ständig eine Grundlast der Ölvorwärmung.
Entsprechende Varianten lassen sich auch mit den dreiphasigen Schaltungen der Rohrheizkörper (5.3 bis 5.5) gemäß der Fig. 7 und 8 erzielen. Jeweils eine der Phasen kann als Grundlast eine vorbestimmte Wärmemenge an das Öl abgeben, wohingegen die beiden anderen Phasen regelbar sind.
Die Fig. 4 bis 8 lassen erkennen, daß jede weitere Variation der Temperatur- und Wärmeregelung möglich ist.
Um die Regelmöglichkeiten weiter zu erhöhen, können die Wärmewerte der Rohrheizkörperabschnitte (5.1 bis 5.5) gleich bzw. unterschiedlich groß sein.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Olvorwrmer direkt an das Stromversorgungsnetz anzuschließen. Wenn das Durchtlußrohr des blvorwörmers bei eingeschaltetem Brenner vom O1 durchflossen wird, paßt sich die elektrische Leistung des Vorwärmer durch die Triac-Steuerung dem augenblicklichen öldurchsatz an und hält die öltemperatur konstant. Bei den durch den Thermostat bedingten Schaltpausen des Brenners bleibt der Olvorwärmer an Spannung, seine Leistungsaufnahme wird aber durch die Wirkungsweise der oben beschriebenen elektronischen Steuerung auf den sog. Leerwert des ölvorwärmers reduziert. Dieser Leerwert liegt infolge der erfindungsgemäßen Bauweise in der GröBenordnung einer schwachen Glühlampe, 17 - 40 W. Der Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß bei Beginn der Einschaltperiode des Brenners das öl bereits vorgewärmt in die Brennerdüse gelangt.

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zum Erhitzen von Flüssigkeiten, beispielsweise zum zum Vorwärmen von Heizöl für Ölbrenner, deren Öldurchsatz von einem Thermostaten nach Maßgabe des Wärmebedarfs steuerbar ist, gekennzeichnet durch einen relativ kurzen elektrischen Durchlauferhitzer (1, 2, 3), mit einem Flüssigkeitsauslauf (9) und einem Flüssigkeitseinlauf (10), dessen Durchflußrohr (4) konzentrisch einen Rohrheizkörper -(5) umgibt in dessen Stromkreis (14; 14.1) ein Triac (15) als Iieistunsschalter vorgesehen ist, dessen leistungsdurchgänge von einer mit dem Durchlauferhitzer (1, 2, 3) in einem gemeinsamen Gehäuse (16) untergebrachten Phasenanschnittssteuerung (17) geschaltet werden, die über einen mit dem Durchflußrohr (4) verbundenen temperaturabhängigen Halbleiterwiderstand (18) stufenlos steuerbar ist.

2.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlauferhitzer (1) aus einem einzigen, gegebenenfalls gekrümmten, den Rohrheizkörper (5) umgebenden Durchflußrohr (4) besteht.

3.) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlauferhitzer (2, 3) aus wenigstens zwei Durchlauferhitzerabschnitten (2.1; 2.2; 3.1; 3.2; 3.3) mit je einem Durchflußrohrabschnitt (4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5) und einem Rohrheizkörperabschnitt (5.1; 5.2; 5.3; 5.4; 5.5) besteht, und daß an den offenen Enden dieser Durchflußrohrabschnitte Rohrstücke (7.8; 9.1; 9.2; 10.1; 10.2) angeschlossen sind, die zugleich die nach außenragenden Enden der Rohrheizkörperabschnitte (5.1; 5.2; 5.3; 5.4; 5.5) mit deren Stromabschlußstücken (11; 11.1; 11.2; 11.3; 11.4; 11.5) fixieren.

4.) Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke (7, 8; 9.1; 9.2; 10.1; 10.2) entweder als Verbindungsrohre (7, 8) die Durchflußrohrabschnitte (4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5) miteinander verbinden und / oder als deren Flüssigkeitsauslauf (9.1; 9.2) bzw. Flüssigkeitseinlauf (10.1; 10.2) ausgebildet sind.

5.) Anordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Enden der Durchflußrohrabschnitte (4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5) stumpf auf Durchflußöffnungen (12) in den Rohrstücken (7, 8; 9.1; 9.1; 10.1; 10.2) aufsitzen, mit denen sie dicht verlötet, verschweißt bzw. verpreßt oder dergleichen sind.

6.) Anordnung nach den Ansprüchen 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wandbereichen der Rohrstücke (7, 8; 9.1; 9.2; 10.1; 10.2), die den Durchflußöffnungen (12) gegenüberliegen, Öffnungen (13) zum Durchstecken und Befestigen der Enden der Rohrheizkörperabschnitte (5.1 - 5.5) vorgesehen sind.

7.) Anordnung nach den Ansprüchen 3 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Durchflußrohrabschnitte (4.1; 4.2) einerseits durch ein Verbindungsrohr (7) mit geschlossenen Rohrenden miteinander verbunden und andererseits an äe einen offenen Flüssigkeitsauslauf (9.1) bzw. Flüssigkeitseinlauf (10.1) angeschlossen sind.

G.) Anordnung nach den Ansprüchen 3 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß drei Durchflußrohrabschnitte (4.3; 4.4; 4.5) beiderseits durch äe ein Verbindungsrohr (8) miteinander verbunden sind, dessen eines Ende geschlossen und dessen anderes Ende als offener Flüssigkeitsauslauf (9.2) bzw. Flüssigkeitseinlauf (10.2) ausgebildet ist.

9.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke (7, 8; 9.1; 9.2; 10.1; 10.2) einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

10.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke (7, 8; 9.1; 9.2; 10.1; 10.2) einen eckigen Querschnitt aufweisen.

11.) Anordnung nach den Ansprüchen 3 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die an einer Seite nach außen ragenden Stromanschlußstücke (11.1; 11.2; 11.3; 11.4) elektrisch kurzgeschlossen sind. i; 71 w 12.) Anordnung nach den Ansprüchen 3 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmewerte der Rohrheizkörperabschnitte (5.1 - 5.5) gleichgroß sind.

13.) Anordnung nach den Ansprüchen 3 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmewerte der Rohrheizkörperabschnitte (5.1 - 5.5) unterschiedlich groß sind.

14,) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rohrheizkörper (5) bzw. den Rohrheizkörperabschnitten (5.1 - 5.5) eine Distanz- und Strömungswicklung (6) angeordnet ist.

15.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Halbleiterwiderstand (18) mit einer Netall-Lasche (19) verschraubt ist, deren freies Ende entlang einer Windung der Distanz- und Strömungswicklung (6) am Flüssigkeitsauslauf (9) mit dem Durchflußrohr (4) verlötet ist.

16.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Haibleiterwiderstand (18) ein Kalbleiter (PTC) ist.

17.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Halbleiterwiderstand (18) ein Heißleiter (NTL) ist.

18.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis (14; 14.1) des Rohrheizkörpers (5) ein Thermoabschalter (20) vorgesehen ist, der mit dem Durchflußrohr (4) in Wirkverbindung steht.

19.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis jedes Rohrheizkörperabschnittes (5.1 - 5.5) ein Triac (15) angeordnet ist und daß alle Triac's an ein und dieselbe Phasenanschnittssteuerung (17) angeschlossen sind.

20. Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie direkt an das Stromversorgungsnetz angeschlossen ist.

21. Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Parallelschaltung mit der Brennersteuerung ein- und ausschaltbar ist.

22.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußrohr (4) bzw. die Durchflußrohrabschnitte (4.1 - 4.5) sowie die Rohrstücke (7, 8; 9.1; 9.2; 10.1; 10.2) mit einer Schicht aus hochwertigem Isoliermaterial (24) überzogen sind.

c5.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansteuern des Triac's bzw. der Triac's (15) ein asymmetrischer AC-Trigger (25) verwendet wird.

24.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansteuern des Triac's bzw. der Triacts (15) eine bidirektionale Diode verwendet wird.

25.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansteuern des Triac's bzw. der Triac's (15) ein Silizium Unilateral- bzw. ein Bilateralachalter (SBS) verwendet wird.

26.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ansteuern des Triac's bzw. der Triac's (15) eine - vorzugsweise - monolithische integrierte Schaltung bzw. ein Nullspannungsschalter verwendet wird.

27.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 26, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige, mit dem Durchflußrohr (4) bzw.

einem Durchflußrohrabschnitt (4.1 - 4.5) verbundene temperaturabhangige Halbleiterwiderstand (18) in Silikonkautschuck eingegossen ist.

28.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenanschnittssteuerung (17) in Silikonkautschuck eingegossen ist.

29.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 28, dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Gehäuse (16) untergebracht ist, in dessen einer Hälfte (16.1) der Durchlauferhitzer (1) bzw. die Durchlauferhitzerabschnitte (2.1; 2.2; 3.1; 3.2; 3.3) und in dessen durch eine Trennwand (16.3) abgetrennten anderen Hälfte (16.2) die elektronischen Schaltelemente der Phasenanschnittssteuerung (17) sitzen, wobei das Wärmeableitblech (15.1) des Triac's (15) durch Öffnungen im Gehäuse (16) mit Kühlluft versorgbar ist.

30.) Anordnung nach den Ansprüchen 1 - 29, dadurch gekennzeichnet, 1 daß sie als Warmwasserbereiter mit genauer und stufenloser Regelung für Brauchwasser verwendet wird.