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_3

文档序号:8921359阅读:来源:国知局
述测量信号在图1中以作为测量信号8说明的方式与导 线相关联,所述导线(直观地说)从变压器5引导至微控制器7。微控制器7因此也对所述 测量信号8进行分析。实际上,测量信号8也是在变压器5的初级侧51上形成的信号。 [0037] 微控制器7因此激励交流发电机6,以便尽可能以正弦形产生交变电压信号并且 在变压器5的初级侧51处输入。然后,形成次级侧的测量电流,所述测量电流从次级侧52 经由电极3中的一个通过水2或者测量介质2流动至另一电极3并且流回至变压器5的次 级侧52。相应地,形成由微控制器7所中止的测量信号8。
[0038] 此外,也可称为温度传感器的温度感测器4以液体密封的方式引导穿过通道壁1 并且可以检测水2或者测量介质2的温度。所述温度传感器4相应地将温度值9回传给微 控制器7。微控制器7因此对测量电流8和温度值9进行分析,以确定水2的电导率。
[0039] 图2示出具有裸加热线202以及控制和功率电子装置204的即热式电热水器200 的简化电路图。在此示意地示出裸加热线202并且也代表其他的裸加热线。即热式电热水 器200原则上如下工作,即待加热的水通过进水口 206流入,并且在即热式电热水器200的 通道或者通道系统208中引导。其中,水在裸线或者裸加热线202的一个部段中被加热并 且最后以经加热的状态通过出水口 210流出。
[0040] 在此,裸加热线202由控制和功率单元204进行激励。所述控制和功率单元具有 一个在此仅示意性地描述的激励双向可控硅212或者对于每个裸加热线都具有一个在此 仅示意性地描述的激励双向可控硅212。为了对激励双向可控硅212进行冷却而设有冷却 体214,所述冷却体与通道中或者通道系统208中的尚未加热的水相连。该尚未加热的水 因此可以首先用作用于激励双向可控硅212的冷却水。冷却体214在此可以被设作为冷却 管,所有随后要被加热的水都会流经所述冷却管。
[0041] 在此,为供给能量在此设有三相电源216。为了对激励双向可控硅212进行激励并 进而结果对每个裸加热线202进行激励,设有微处理器218。一旦水被放出,流量计220则 检测体积流,使得控制和功率单元204控制加热,特别是可以启动加热。在流量计220附 近也设置有进水温度传感器222,所述进水温度传感器检测进水温度,并且设有出水温 度传感器224,所述出水温度传感器提供出水温度任。。微处理器218可以对所述值进行分 析,以便由此尽可能最佳地控制加热并进而最佳地控制对裸加热线202的激励。尤其在出 现体积流的情况下可以接通加热器。如果体积流弱和/或进水温度已经是高的或者出水温 度是高的,那么可能地仅以降低的方式激励裸加热线,或者当例如存在三根裸加热线时,仅 激励其中的一根或者两根裸加热线。
[0042] 除外,电导率测量器226作为功能模块示出,所述电导率测量器借助电导率传感 器228检测通道或者通道系统208中的水的电导率。结果,可以将电导值或者其倒数,即电 阻值提供给控制和功率电子装置204、尤其提供至微处理器218,其在那里被用符号表示为 电阻Q。
[0043] 电导率传感器228例如可以直接地测量通道或者通道系统208中的电导率。为此, 也可以在通道208中在图2中的所示出的位置处设有电极,以便在此处对电阻进行测量。信 号、特别是电流信号可以在电导率模块226或者电导率测量模块226中进行分析,并且作为 电阻值Q提供给控制和功率电子装置单元204、特别提供给微处理器218。必要时,在考虑 温度、特别是进水温度的情况下微处理器218还可以改进电导率的或者电阻值Q的值。
[0044] 补充地或者作为替选方案,可以将现有的元件用作为电极,以便执行电导率测量。 这种变型形式在图2中示出,因此即电导率模块226作为替选方案或者可选方案一方面使 用铜制成的进水管230作为电极,另一方面使用同样金属的、尤其由铝制成的冷却体214作 为第二电极。由铜制成的进水管230和冷却体214彼此间具有相对大的间距,在任何情况 下,进水管230与冷却体或者冷却管214之间在通道或通道系统208中经过水的测量区段 都相对大,在任何情况下相对于其他常用的电导率测量器而言非常大。与平均通道直径相 t匕,该测量区段也是大的。此外,通过大的间距可以实现:进水管230与冷却管214之间的 间距波动在任何情况下相对于其绝对间距而言都是非常小的,并进而对电导率测量有较小 的影响。进水管230在此可以经由接地端子232接地。冷却管214相应地不允许接地,因 为否则测量电流不会从进水管230经过水流至冷却管214,并且此外不言而喻的是,通道或 者通道系统208在任何情况下在进水管230与冷却管214之间的该区域中以不导电的方式 构成、即例如由塑料构成。
[0045] 可替选地,同样由铜制成的出水管234用作电导率测量的电极。可以将容纳出水 温度传感器224的温度传感器容纳部236用作对应电极,以便测量电流可以在两个所述电 极之间流动。电导率测量在此也大致地并且对总测量区段分析具有相同温度的水。在该情 况下,出水管234也可以经由接地端子232接地,在该情况下温度记录器236始终是不接地 的。
[0046] 用于经由相应选择的电极之间的测量电流来测量水的电导率的相对长的测量区 段可能极其不精确。但是为此,所述测量区段也可以减少水中有气泡的问题。特别地,当将 进水管230和冷却体214用作为电极时如在进水管230与冷却体214之间的非常长的测量 区段在水十分纯净并进而导电率极弱的情况下可能引起极其小的、可能甚至不可检验的测 量电流。但是如果水受强烈地污染,特别含盐高,那么测量电流可以流过,并且由此也可以 显著提高测量精度。恰好针对该情况,原则上也仅需要高精度。
[0047] 图2因此也示出:在水的电导率非常高的情况下中断对裸加热线202的激励,尤其 甚至中断三相电源216,使得基本上整个即热式电热水器200无电压。优选地,保持微处理 器218的和电导率测量模块的功能性。当电导率上升超过可借助于极限值设定设备238预 给定的、预设的极限电导值时,可以在任何情况下都进行功率电子装置的关断。
[0048] 在图3中示出根据至少一种实施形式的关断的方式和方法。在初始化模块350中 启动流程,并且在初始化之后,在询问模块352中进行询问。询问、即比较:所检测的电导率 是否大于预设的电导率参考值或者电阻率是否小于相应预给定的电阻率参考值。根据一种 实施形式,用于比较的所述参考值可以在图2所示的极限值设定设备238中设定。所述参 考值例如也可以与国家中施行的何种规定或者在裸加热线之后跟随的直到用户的水区段 多远相关。
[0049] 在任何情况下,肯定的比较在询问模块352中都引起分支到关断模块354,但是所 述关断模块引起即热式电热水器200的关断,至少裸加热线202或者所有的裸加热线202 的关断。
[0050] 然后,相应地在该时刻不能使用即热式电热水器并且为了向用户显示这种情况, 信号模块356执行信号输出,例如产生闪烁信号。
[0051] 接着,可以立即在询问模块352中重新进行询问。基本上可以通过相应频繁地对 该计算机执行的询问进行时钟控制来快速地进行连续的询问。如果这引起电导值不超过 参考电导值或者电阻率不低于极限电阻值的结果,那么接通能量供给、至少对裸加热线202 的激励,或者当其事先已经被接通时,则保持接通能量供给。上述内容说明接通模块358。 特别地,一方面为关断模块354而另一方面为接通模块358可以访问相同的开关、特别是电 流源或电压源主开关,其中关断模块354促使关断而接通模块358促使接通。当通过接通 模块358进行接通时,这也导致信号模块356不再发送显示设备关断的信号。
[0052] 因此,裸加热线型即热式电热水器已经是已知的,所述裸加热线型即热式电热水 器的特征也在于通过
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