在即热式电热水器中检测电导率的方法和设备的制造方法_2

文档序号:8921359阅读:来源:国知局
] 此外,根据本发明提出一种用于对水加热的即热式电热水器上。这种即热式电热 水器具有至少一个引导水的通道,在所述通道中借助电加热元件、特别借助裸线对水进行 加热。也可以将多个这种加热元件设置在多个、尤其流体技术上依次设置的通道部段中。在 所述通道中或者若存在多个通道而在所述通道中的一个通道中,应用测量装置来对电导率 进行测量。所述测量装置具有至少两个电极,所述电极设置在至少一个引导待加热的水的 通道中,以用于对水的电导率进行检测,并为了分析而与测量电子装置连接。如果测量装置 识别超过预设的极限电导值,则必要时除测量和控制电子装置的供电之外,整体上中断对 加热元件的供电。因此,具有裸线的即热式电热水器也可以用于有危险的区域中,因为可以 假设在这些有危险的区域仅例外地、大多仅短暂地出现实际上高的电导率。
[0017] 优选地,仅在超过极限电导值的持续期间,中断是有效的,而在低于预设的极限电 导值时再次激活至少一个加热元件的供电。因此,中断供给热水可限制于时间上的最小值。
[0018] 有利的变型形式是;经由继电器进行关断。由此,能够以简单且快速的方式和方法 执行关断,该关断还实现电隔离,为了可以避免在水区段之上发生触电的危险。
[0019] 作为有利的变型形式在此提出:使用根据上述实施形式之一的测量装置。相应地, 在所述通道或通道中的一个中设有至少两个电极。这可以以紧邻的方式或距加热元件一定 距离的方式进行。优选地,同样将温度感测器设置在通道中,至少尽可能设置在测量电极附 近,使得在测量电极与温度感测器之间不设置有源的加热元件。
[0020] 优选地,即热式电热水器配置用于,一旦检测到的电导率超出预设的极限电导值 或者检测到的电阻率低于预设的极限电阻值,则关断至少一个电加热元件。因此,测量装置 与安全关断装置连接。因此,测量装置可以为此将一个值提供给控制单元,所述控制单元然 后阻止加热。优选地,关断一个或多个电加热元件,使得关断整个加热设备,也就是说即热 式电热水器的所有功率电子装置。一旦电导率又可接受,则可以再次进行接通。
[0021] 优选地,可以将即热式电热水器的本来就存在的元件用作为电极。特别地为此提 出由铜制成的进水管或者同样由铜制成的出水管。另外,可以使用温度感测器壳体或温度 感测器容纳部作为电极,特别是作为与其共同作用的电极,其中所述温度感测器容纳部在 水通道中容纳温度感测器并且本身由金属制成、优选由铜制成。也为优选的实施形式的是, 水通道可以由不导电材料、尤其是塑料制成,但是温度感测器容纳部可以由金属制成,并且 被用作为电极,特别是与进水管和出水管结合。优选地,使用冷却体、特别是功率半导体冷 却装置的冷却体管以用于冷却用于激励至少一个加热元件的功率半导体。这种功率半导 体、特别是功率半导体开关在激励裸加热线时发热,其可以通过要被加热的水进行冷却,并 为此使用金属冷却体,在任何情况下根据一种实施形式,所述金属冷却体相应地设置用于 在生活用水或工业用水中进行冷却。优选地,这种功率半导体电路、特别是其为了冷却而设 置在一个或多个功率半导体上的冷却体不接地,并进而能够为相对于地并且进而相对于铜 质进水管或铜质出水管独立的电极。
[0022] 如果将这些元件用作为电极,尤其当这些元件彼此之间具有明显大于通道的平均 直径的间距时,那么可以将通道在两个电极之间的区域中的几何尺寸用作为测量区段的几 何尺寸,以便从测量电流中确定电导率。
[0023] 优选地,电极以彼此间最小间距设置,所述最小间距大于两个尤其能够设置在用 于测量电导率的实验室装置中的测量电极的几毫米的间距。优选地,该间距大于lcm、大于 5cm,尤其大于10毫米。优选可以使用金属作为材料。在两个电极的间距非常狭窄的情况 下,使用铜是有困难的,因为最小的沉积物已会在相对意义下强烈地降低电极的间距。在使 用所提出的大的间距的情况下,较少地出现上述问题并进而能够利用铜的特别高的电导率 的优点。
[0024] 优选的是,测量装置、特别是测量电子装置或者测量电路电子装置是单独的可加 装的组件,所述组件与电极连接并且经由数据接口、优选经由I 2C总线与即热式电热水器的 调节电子装置连接并且由调节电子装置供给电压。所述测量装置可以以可加装的方式实 施。为此,所述测量装置例如设置在用于固定的承载体中。电极可仅通过柔性导线连接并且 只需在相应的通道设置在的预设的位置中、尤其以彼此间预设的间距来设置。为了在电导 率过高的情况下引起中断,可以使用继电器,或者可以使用现有的中断供电的继电器,所述 继电器也经由测量装置来激励。根据一种实施形式,借助于功率半导体开关、尤其是TRIAC 来进行中断。
[0025] 有利的是,测量电路电子装置具有微控制器,并且测量电路电子装置的该微控制 器经由测量电路测定电极之间的电阻。微控制器也可以被称为微处理器或者微控制装置。
[0026] 为了对电导值进行计算,介质的温度可以经由即热式电热水器的上级的控制装置 的数据接口进行传送,使得从温度和电阻中计算出介质的当前的电导值并将所述电导值与 参考值进行比较。经由所述数据接口也可以将释放信号传送给即热式电热水器的上级的控 制装置,以便在当前的电导值又小于极限电导值时,又取消中断。
[0027] 优选地,也可以被称为参考电导值的极限电导值是可设定的。尤其能够经由电位 器实现可设定性,或所述可设定性经由下述参数来实现,所述参数可以在操作单元处进行 设定并且经由测量装置、特别经由微型处理器来执行或者调整。
[0028] 根据一种实施形式,电极并不以几毫米的方式紧邻,如这从常规的测量技术中知 晓的那样,而是彼此间具有较大的间距。由此,应当得到形成实际测量变量的介质的通过电 极间距所形成的电阻与电极的由于老化和/或钙化而改变的表面电阻之间的更好的比例, 以便实现测量信号的更好的长期稳定性,并且以便能够使用经受较大老化的更有利的电极 材料。由此,例如,以使用铜。这对于应用进水管或者出水管、冷却体或者温度感测器的容 纳部作为电极也是有利的。
[0029] 在控制电子装置电路板上可以有利地安置测量电路电子装置电路板上并且形成 一个单元和/或由测量电路电子装置的微控制器和控制电子装置的微控制器可以形成一 个单元。有利的是,因此在超过电导值时激活加热功率之后,在操作部件上例如通过闪烁指 示器或者在显示器上的符号来显示对加热元件、特别裸加热线的供电的中断。
[0030] 根据本发明还提出一种用于检测电导率的方法,所述方法如在上面结合测量装置 的解释所阐明的那样工作和/或所述方法如上面结合所提出的即热式电热水器的实施形 式的解释所阐明的那样工作。
【附图说明】
[0031] 现在在下文中示例地根据实施例参考所附的附图详细阐明本发明。
[0032] 图1示意地示出根据一种实施形式的测量装置的结构。
[0033] 图2示出根据一种实施形式的即热式电热水器的示意性电路图。
[0034] 图3示出用于监控用于对水电加热的设备中的生活用水或者新鲜水的电导率的 方法的简化流程图。
【具体实施方式】
[0035] 图1的示意图示出用于引导水2的通道的两个通道壁1,水因此在这里为要对其 电导率或者电阻率进行检测的测量介质。两个也可称为探针3的电极3液体密封地引导穿 过通道壁1之一,以便在所述电极之间引导测量电流以用于对水2或者测量介质2的电导 率进行检测。电极3在变压器5处连接在其次级侧52上。变压器5在其初级侧51处加载 初级侧的交变电压,所述交变电压通过交流发电机6产生。交流发电机6为此由微控制器 7借助相应的开关信号激励,所述微控制器又简称为U Controller。交流发电机6因此经 由脉冲宽度调制产生交变电压,所述交变电压因此在变压器5的该初级侧51输入。
[0036] 相应地形成测量信号,所
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