[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Durchlauferhitzer zum Erwärmen
einer Flüssigkeit umfassend eine elektrisch beheizbare Heizkanalanordnung mit mindestens
einem elektrischen Heizelement, eine mindestens einen Mikroprozessor umfassende Steuerelektronik,
die eingerichtet ist das Heizelement elektrisch anzusteuern, eine mittels der Steuerelektronik
in Verbindung stehende Anzeigeeinrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein
Verfahren zum Betreiben eines solchen elektronischen Durchlauferhitzers.
[0002] Aus dem Dokument
DE 44 16 798 A1 ist eine Steuer- und Sicherheitseinrichtung für einen Durchlauferhitzer bekannt.
Diese offenbart Steuermittel, die mit Spannungsüberwachungsmitteln versehen sind,
die in bekannter Weise eine Über- bzw. Unterspannung der Versorgungsspannung feststellen.
Die Spannungsüberwachungsmittel sind auch mit dem RESET-Eingang des Mikrokontrollers
verbunden, um beim Feststellen eines Schwellenwerts der Versorgungsspannung das Zurücksetzen
der Steuermittel zu veranlassen.
[0003] Zwar wird auf diese Weise im Fall des Auftretens einer Unterspannung das Steuermittel
bzw. die Steuerelektronik in einen definierten Zustand zurückgesetzt, jedoch wird
regelmäßig bei der Durchführung eines Resets der Steuerelektronik auch ein etwaiges
angeschlossenes Display bzw. eine Anzeigeeinrichtung einen Reset durchführen und damit
den zuvor angezeigten Anzeigeinhalt verlieren. Nach dem Eintreten eines solchen Unterspannungsereignisses
ist für den Benutzer, Anwender oder für das Fachpersonal nachträglich nicht mehr erkennbar,
aus welchem Grund ein Reset durchgeführt worden ist bzw. warum sich der Durchlauferhitzer
nicht in einem funktionsfähigen Zustand befindet.
[0004] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Durchlauferhitzer vorzuschlagen,
der auch im strom- oder netzspannungslosen Zustand Informationen zum jeweiligen Gerätestatus
anzeigt. Des Weiteren besteht die Aufgabe darin einen Durchlauferhitzer bereitzustellen,
der im Unterspannungsfall Hinweise auf das aufgetretene Unterspannungs- und/oder Fehlerereignis
bereitstellt. Des Weiteren besteht die Aufgabe darin, ein entsprechendes Verfahren
zum Betreiben eines solchen Durchlauferhitzers vorzuschlagen.
[0005] Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch
gelöst, dass die Anzeigeeinrichtung als bistabile Digitalanzeige ausgebildet ist,
so dass der Anzeigeinhalt auch bei fehlender Anzeige-Versorgungsspannung der Anzeigeeinrichtung
sichtbar erhalten bleibt. Vorteilhafterweise wird so erreicht, dass die Anzeigeeinrichtung
des erfindungsgemäßen Durchlauferhitzers auch im stromlosen bzw. netzspannungsfreien
Zustand den Anzeigeinhalt stets anzeigt. Zudem ist es auf diese Weise möglich für
den Benutzer und/oder das Fachpersonal am Durchlauferhitzer erkennbar zu machen, dass
eine Unterspannung aufgetreten ist. Auf diese Weise ist ein solcher Fehlerzustand
unmittelbar am Anzeigeinhalt der Anzeigevorrichtung stets erkennbar und zwar unabhängig
davon, ob der Durchlauferhitzer ordnungsgemäß mit Netzspannung versorgt wird oder
nicht. Gemäß einer alternativen Ausbildung der Erfindung ist die Anzeigeeinrichtung
ausgebildet, Anzeigeinhalte auch in Graustufen oder farbig anzuzeigen. Dabei ist die
Anzeigeeinrichtung jeweils so eingerichtet, dass der Anzeigeinhalt auch im stromlosen
Zustand der Anzeigeeinrichtung erhalten bleibt.
[0006] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die
Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung durch ein elektronisches Papier gebildet ist.
Dies bietet den Vorteil, dass die Anzeigeeinrichtung immer nur dann beschrieben werden
muss, wenn sich der jeweilige Anzeigeinhalt ändern soll. Zudem bleibt der jeweils
zuletzt in die Anzeigeeinrichtung geschriebene Anzeigeinhalt auch dann sichtbar bestehen,
wenn die Anzeigeeinrichtung nicht mehr mit der Anzeige-Versorgungsspannung versorgt
wird.
[0007] Gemäß einer vorteilhaften Weitebildung ist vorgesehen, dass die Steuerelektronik
mindestens einen elektrischen Energiespeicher zur Pufferung der Betriebsspannung der
Steuerelektronik aufweist und die Steuerelektronik eine Unterspannungsdetektionsschaltung
zum Erfassen einer Unterspannung der Netz- und/oder Heizelementspannung aufweist.
Vorteilhafterweise wird so die Betriebsspannung der Steuerelektronik zumindest temporär
- auch beim Auftreten einer Unterspannung - aufrechterhalten, so dass es möglich ist,
die Anzeigeeinrichtung mit einem Anzeigeinhalt zu beschrieben, der über die Art der
aufgetretenen Unterspannung oder Fehlerart Aufschluss gibt. Zudem kann die Steuerelektronik
so in einen definierten Zustand gebracht werden, bevor die Versorgungsspannung der
Steuerelektronik endgültig zusammenbricht.
[0008] Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuerelektronik
eingerichtet ist, im Fall einer mittels der Unterspannungsdetektionsschaltung erkannten
Unterspannung die Anzeigeeinrichtung zu veranlassen eine Unterspannungsmeldung auszugeben.
Dies bietet den Vorteil, dass das jeweilige Unterspannungsereignis auch im stromlosen
Zustand des Durchlauferhitzers an dessen Anzeigeeinrichtung erkennbar ist.
[0009] Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein entsprechendes Verfahren mit den eingangs
genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass mittels der Steuereinrichtung die Anzeigeeinrichtung
als bistabile Digitalanzeige angesteuert wird, so dass der Anzeigeinhalt auch bei
fehlender Anzeige-Versorgungsspannung der Anzeigeeinrichtung sichtbar erhalten bleibt.
[0010] Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird die Betriebsspannung der
Steuerelektronik mittels der Steuerelektronik gepuffert und eine Unterspannung der
Netz- und/oder Heizelementspannung mittels einer Unterspannungsdetektionsschaltung
der Steuerelektronik erfasst.
[0011] Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass im Fall einer mittels
der Unterspannungsdetektionsschaltung erkannten Unterspannung die Anzeigeeinrichtung
mittels der Steuerelektronik veranlasst wird, eine Unterspannungsmeldung auszugeben.
[0012] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, die Steuereinrichtung
werksseitig zu veranlassen, die Anzeigeeinrichtung mit einem Anzeigeinhalt zur Kennzeichnung
einer durchgeführten technischen Prüfung des Durchlauferhitzers zu beschreiben, bevor
der Durchlauferhitzer nach erfolgter Prüfung stromlos geschaltet wird. Auf diese Weise
ist anhand der Anzeigeeinrichtung, insbesondere im stromlosen Zustand des Durchlauferhitzers,
erkennbar, ob der Durchlauferhitzer werksseitig die erforderliche technische Funktionsprüfung
erfolgreich absolviert hat. Zudem ist hieran erkennbar, dass es sich um ein Neugerät
handelt.
[0013] Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbundenen Vorzüge sind bereits ausführlich
im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Durchlauferhitzer erläutert worden, auf
die an dieser Stelle verwiesen wird.
[0014] Weitere bevorzugte und/oder zweckmäßige Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen
werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Steuerelektronik des erfindungsgemäßen Durchlauferhitzers,
Fig. 2 ein Flussdiagramm zur Funktionsweise der Steuerelektronik bzw. des erfindungsgemäßen
Verfahrens,
Fig. 3 ein beispielhafter erster Anzeigeinhalt,
Fig. 4 ein beispielhafter zweiter Anzeigeinhalt,
und
Fig. 5 ein beispielhafter dritter Anzeigeinhalt.
[0015] Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Steuerelektronik des erfindungsgemäßen Durchlauferhitzers.
Der Durchlauferhitzer, der in der Zeichnung nicht gezeigt ist, umfasst eine elektrisch
beheizbare Heizkanalanordnung mit mindestens einem elektrischen Heizelement, das vorzugsweise
als Blankdrahtheizwendel eingerichtet ist. Die Steuerelektronik umfasst mindestens
einen Mikroprozessor 10, der eingerichtet ist, das Heizelement elektrisch anzusteuern.
Hierzu ist die Steuereinrichtung elektrisch mit einer Leistungselektronik 11 verbunden,
die eingerichtet ist, das elektrische Heizelement ein- oder auszuschalten sowie dessen
Heizleistung zu steuern. Derartige Leistungselektronik ist hinreichend bekannt und
soll daher an dieser Stelle nicht näher erläutert werden.
[0016] Die Steuerelektronik steht elektrisch mit einer Anzeigeeinrichtung 12 in Verbindung.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Anzeigeeinrichtung 12 elektrisch vorzugsweise mit dem
Mikroprozessor 10 verbunden. Die Anzeigeeinrichtung 12 ist dabei als bistabile Digitalanzeige
ausgebildet. Ein einmal mittels der Steuerelektronik auf die Anzeige geschriebener
Anzeigeinhalt bleibt auf diese Weise auch bei fehlender Anzeige-Versorgungsspannung
der Anzeigeeinrichtung 12 sichtbar erhalten. Es ist also stets nur dann erforderlich,
die Anzeigeeinrichtung 12 zu beschreiben, wenn ein veränderter Anzeigeinhalt angezeigt
werden soll.
[0017] Vorzugsweise ist die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung12 durch ein elektronisches
Papier gebildet. Anders ausgedrückt ist die Anzeigeeinrichtung 12 als E-Paper-Display
ausgebildet. Die Anzeigeeinrichtung 12 ist damit als passive Anzeige ausgebildet,
bei der Anzeigeinhalte, wie Texte und/oder Grafiken, dauerhaft angezeigt werden, ohne
dass es hierfür des Vorhandenseins der Anzeige-Versorgungsspannung bedarf. Ein einmal
angezeigter Anzeigeinhalt bleibt auch bei fehlender Anzeige-Versorgungsspannung solange
bestehen, bis ein erneuter Schreibzugriff mit abweichendem Anzeigeinhalt durch die
Steuerelektronik erfolgt.
[0018] Vorteilhafterweise umfasst die Steuerelektronik mindestens einen elektrischen Energiespeicher
13 zur Pufferung der Betriebsspannung der Steuerelektronik. Der Energiespeicher 13
umfasst vorzugsweise mindestens einen Superkondensator (englisch: "supercap") oder
Ultrakondensator. Bei Auftreten von Unterspannungen der Netzspannung oder beim Ausfall
einer Phase dient der Energiespeicher 13 als Zwischenspeicher, um die Steuerelektronik
ausreichend lange mit Strom zu versorgen, um erforderliche Steuerschritte noch ausführen
zu können, bevor auch die Betriebsspannung der Steuerelektronik zu gering wird.
[0019] Die Steuerelektronik umfasst zudem eine Unterspannungsdetektionsschaltung zum Erfassen
bzw. Detektieren einer Unterspannung der Netz- und/oder Heizelementspannung. Hierzu
ist der Mikroprozessor 10 der Steuerschaltung über eine elektrische Leitung 14 mit
der Leistungselektronik verbunden, über die dem Mikroprozessor 10 ein Signal zur Abfrage
der Netz- und/oder Heizelementspannung zur Verfügung gestellt wird. Die in Fig. 1
gezeigte Leitung 14 und Leitung 15 sollen die Verbindung der genannten Komponenten
untereinander symbolisieren. Die Leitungen 14, 15 können physisch als elektrische
Signalleitungen oder aber als Bus-System ausgeführt sein.
[0020] Die Steuerelektronik ist weiter eingerichtet, im Fall einer mittels der Unterspannungsdetektionsschaltung
erkannten Unterspannung die Anzeigeeinrichtung zu veranlassen, eine Unterspannungsmeldung
auszugeben. Der Ablauf bei Detektion einer/der Unterspannung soll anhand des Flussdiagramms
in Fig. 2 im Folgenden erläutert werden. Erkennt die Unterspannungsdetektionsschaltung
im Schritt 15, dass die Netz- und/oder Versorgungsspannung der Leistungselektronik
geringer als eine vorgegebene Minimalspannung ist, so wird über den Energiespeicher
13 zunächst die Spannungsversorgung der Steuerschaltung einschließlich des Mikroprozessors
10 und der Anzeigeeinrichtung 12 sichergestellt. Der Energiespeicher 13 umfasst optional
erforderliche Schaltungskomponenten, um beim Ausfall der regulären Versorgungsspannung
der Steuerelektronik automatisch auf eine Versorgung mittels des Energiespeichers
13 umzustellen. Diese Umschaltung erfolgt im Schritt 16.
[0021] Im Schritt 17 erfolgt das Beschreiben der Anzeigeeinrichtung 12 mit einem Anzeigeinhalt,
der über die Art der Unterspannung informiert. Wird mittels der Unterspannungsdetektionsschaltung
eine Unterspannung oder ein Ausfall einer der Netzphasen festgestellt, so wird beispielsweise
die Anzeigeeinrichtung 12 mit dem in Fig. 3 gezeigten Anzeigeinhalt beschrieben. Wird
mittels der Unterspannungsdetektionsschaltung eine Unterspannung der Versorgungsspannung
des Heizelements festgestellt, so wird beispielsweise der in Fig. 4 gezeigte Anzeigeinhalt
mittels der Anzeigeeinrichtung 12 ausgegeben.
[0022] Weiter bevorzugt werden anschließend der Mikroprozessor 10 sowie die Anzeigeeinrichtung
12 im Schritt 18 in einen "Tiefschlaf-Modus" versetzt.
[0023] Das erfindungsgemäße Verfahren wurde bereits im Zusammenhang mit der zuvor beschriebenen
erfindungsgemäßen Vorrichtung eingehend erläutert, so dass - zur Vermeidung von Wiederholungen
- im Folgenden nur noch auf ausgewählte Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens näher
eingegangen wird.
[0024] Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Betreiben des zuvor beschriebenen elektronischen
Durchlauferhitzers. Mittels der Steuereinrichtung erfolgt das elektrische Ansteuern
des mindestens einen elektrischen Heizelements. Mittels der Steuereinrichtung wird
die Anzeigeeinrichtung 12 als bistabile Digitalanzeige angesteuert. Dies bedeutet,
dass ein Anzeigeinhalt jeweils nur einmal von dem Mikroprozessor 10 an die Anzeigeeinrichtung
12 geschrieben wird, da die Anzeigeeinrichtung 12 - unabhängig davon, ob diese mit
der Anzeige-Versorgungsspannung versorgt wird oder nicht - den einmal mittels des
Mikroprozessors geschriebenen Anzeigeinhalt beibehält. Der Anzeigeinhalt bleibt also
auch bei fehlender Anzeige-Versorgungsspannung der Anzeigeeinrichtung 12 stets sichtbar
erhalten.
[0025] Die Anzeigeeinrichtung 12 wird vorzugsweise werkseitig mit dem in Fig. 5 gezeigten
dritten Anzeigeinhalt beschrieben, nachdem der Durchlauferhitzer auf einem Prüfstand
in der Fertigungslinie alle erforderlichen Prüfungen zur technischen Funktionsfähigkeit
und Qualitätssicherung bestanden hat. Anders ausgedrückt wird werksseitig veranlasst,
mittels der Steuereinrichtung die Anzeigeeinrichtung 12 mit einem Anzeigeinhalt, nämlich
dem genannten dritten Anzeigeinhalt, zur Kennzeichnung einer durchgeführten technischen
Prüfung des Durchlauferhitzers zu beschreiben, bevor der Durchlauferhitzer nach erfolgter
Prüfung stromlos geschaltet wird. Vorteilhafterweise bleibt der genannte Anzeigeinhalt
auch im stromlosen Zustand erhalten. Wird der Durchlauferhitzer aus seiner Verpackung
genommen, so kann der Installateur unmittelbar an der Anzeigeeinrichtung 12 ablesen,
dass er ein geprüftes und sich in einwandfreiem Zustand befindliches Neugerät erhalten
hat. Die Steuereinrichtung ist weiter bevorzugt ausgebildet, diesen dritten Anzeigeinhalt
ausschließlich nach erfolgreicher Durchführung der genannten Prüfungen mittels der
Anzeigeeinrichtung 12 anzuzeigen. Nach erfolgter Erstinbetriebnahme wird dieser dritte
Anzeigeinhalt in keinem Betriebszustand mehr angezeigt.
1. Elektronischer Durchlauferhitzer zum Erwärmen einer Flüssigkeit umfassend
eine elektrisch beheizbare Heizkanalanordnung mit mindestens einem elektrischen Heizelement,
eine mindestens einen Mikroprozessor (10) umfassende Steuerelektronik, die eingerichtet
ist das Heizelement elektrisch anzusteuern,
eine mittels der Steuerelektronik in Verbindung stehende Anzeigeeinrichtung (12)
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzeigeeinrichtung (12) als bistabile Digitalanzeige ausgebildet ist, so dass
der Anzeigeinhalt auch bei fehlender Anzeige-Versorgungsspannung der Anzeigeeinrichtung
(12) sichtbar erhalten bleibt.
2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigefläche der Anzeigeeinrichtung (12) durch ein elektronisches Papier gebildet
ist.
3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik mindestens einen elektrischen Energiespeicher (13) zur Pufferung
der Betriebsspannung der Steuerelektronik aufweist und die Steuerelektronik eine Unterspannungsdetektionsschaltung
zum Erfassen einer Unterspannung der Netz- und/oder Heizelementspannung aufweist.
4. Durchlauferhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik eingerichtet ist, im Fall einer mittels der Unterspannungsdetektionsschaltung
erkannten Unterspannung die Anzeigeeinrichtung (12) zu veranlassen, eine Unterspannungsmeldung
auszugeben.
5. Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Durchlauferhitzers zum Erwärmen einer
Flüssigkeit, wobei der Durchlauferhitzer eine elektrisch beheizbare Heizkanalanordnung
mit mindestens einem elektrischen Heizelement, eine mindestens einen Mikroprozessor
(10) umfassende Steuerelektronik und eine mittels der Steuerelektronik in Verbindung
stehende Anzeigeeinrichtung (12) umfasst, umfassend
elektrisches Ansteuern des mindestens einen elektrischen Heizelements mittels der
Steuereinrichtung,
gekennzeichnet dadurch, dass
mittels der Steuereinrichtung die Anzeigeeinrichtung (12) als bistabile Digitalanzeige
angesteuert wird, so dass der Anzeigeinhalt auch bei fehlender Anzeige-Versorgungsspannung
der Anzeigeeinrichtung (12) sichtbar erhalten bleibt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Puffern der Betriebsspannung der Steuerelektronik mittels der Steuerelektronik und
Erfassen einer Unterspannung der Netz- und/oder Heizelementspannung mittels einer
Unterspannungsdetektionsschaltung der Steuerelektronik.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass im Fall einer mittels der Unterspannungsdetektionsschaltung erkannten Unterspannung
die Anzeigeeinrichtung (12) mittels der Steuerelektronik veranlasst wird, eine Unterspannungsmeldung
auszugeben.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch werksseitiges Veranlassen der Steuereinrichtung, die Anzeigeeinrichtung (12) mit
einem Anzeigeinhalt zur Kennzeichnung einer durchgeführten technischen Prüfung des
Durchlauferhitzers zu beschreiben, bevor der Durchlauferhitzer nach erfolgter Prüfung
stromlos geschaltet wird.