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1. (WO1993019332) CHAUFFE-EAU ELECTRIQUE INSTANTANE
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Elektrischer Durchlauferhitzer

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Durchlauferhitzer mit einem Kaltwasser-Einlauf, einer Steuereinrichtung, einer ersten Isolationsstrecke, einer dieser nachgeschalteten Heizstrecke, einer zweiten Isolationsstrecke und einem War wasser-Auslauf .
Neuere elektrische Durchlauferhitzer weisen in der Regel einen Kunststoffblock auf, in welchem mehrere von dem zu erwärmenden Wasser durchströmte Bohrungen ausgebildet sind. Ein Teil der Bohrungen gehört zur Heizstrecke und enthält je eine
Heizwendel, während die restlichen Bohrungen Abschnitte einer ersten bzw. zweiten elektrischen Isolationsstrecke bilden. An den Kopfteilen des Kunststoffblocks sind Krümmer ausgebildet, welche die Bohrungen miteinander derart verbinden, daß der mä-anderförmigen ersten Isolationsstrecke eine mäanderförmige Heizstrecke und dieser eine wiederum mäanderförmige zweite Isolationsstrecke folgt. Auf diese Weise ergeben sich in dem
Kunststoffblock zahlreiche geradlinige Leitungsabschnitte, die durch ebenso zahlreiche U lenkungen an den Kopfteilen miteinander verbunden sind. Diese bekannte Konstruktion ist nicht ohne Nachteile. Die Zahl und Länge der in dem Kunststoffblock integrierten Leitungsabschnitte muß so bemessen sein, daß ein vorgeschriebener elektrischer Isolationswiderstand der Wassersäule sowohl auf der Kaltwasser- als auch auf der Warmwasserseite selbst bei ungünstigsten Wassergualitäten (hohe Leitfähigkeit) gewährleistet ist . Die Baugröße des Gesamtblocks muß daher den jeweils ungünstigsten Verhältnissen angepaßt werden. Die zahlreichen Umlenkungen - bei einer bekannten Konstruktion sind beispielsweise zehn Umlenkstellen mit jeweils 180 "-Umlenkungen vorgesehen - erhöhen den Strömungswiderstand und dementsprechend die Trägheit des Regelverhaltens des Durchlauferhitzers. Die systemeigene Trägheit kann nur durch eine entsprechend aufwendige Steuereinrichtung kompensiert werden. Diese Steuerein- richtung muß dafür sorgen, daß die gewünschte Solltemperatur auch bei Volumenstromänderungen an der Warmwasserzapfstelle eingestellt und beibehalten werden kann. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Blockkonstruktion besteht darin, daß bei Ausfall oder Störung einer von mehreren Heizwendeln und/oder Blockierung eines der zahlreichen Strömungskanäle im Kunststoffblock der Austausch des gesamten Kunststoffblocks notwendig ist. Der Kostenaufwand für diesen Austausch kommt in die Nähe der Neuanschaffung eines elektrischen Durchlauferhitzers modernerer Konzeption. Hier greift die Erfindung ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den baulichen und betrieblichen Aufwand bei einem elektrischen Durchlauferhitzer der eingangs genannten Art zu verringern. Dabei sollen zumindest vergleichbare oder sogar verbesserte Leistungsmerkmale erreicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Heizstrecke aus wenigstens einem rohrför igen Heizmodul besteht, der ein in den Wasserweg eingebundenes, im wesentlichen gerades und rundes Rohr zur Aufnahme eines Heizelements und von beiden Rohrenden abgehende Anschlußstutzen aufweist, daß an der Innenwand des Heizelement-Aufnahmerohrs Turbulenzelemente angeordnet sind, welche axiale Strömungsfäden des den Heizmodul durchströmenden Wassers unterbrechen und in Drall- und Querströme umlenken; und daß die ersten und zweiten Isolationsstrecken als flexible Schläuche ausgebildet sind, die jeweils mit einem Anschlußstutzen eines Heizmoduls druckdicht verbunden sind.
Die Erfindung geht ab von dem bisher üblichen Konzept der Zusammenfassung der beiden Isolationsstrecken und der Heiz- strecke zu einer untrennbaren, blockförmigen Baueinheit. Stattdessen sieht die Erfindung getrennt hergestellte und erst bei der Montage vereinigte Module für die Heizstrecke und preiswerte und variable Schläuche für die beiden Isolationsstrecken vor. Dies hat zahlreiche Vorteile. Flexible Schläuche lassen in einem ohnehin erforderlichen Gehäuse optimal anordnen, wobei die Anzahl und die Krümmungsradien der Umlenkungen minimiert, daß heißt, die Schläuche in möglichst großen Windungen geführt werden, um die Strömungswiderstände zu minimieren. Die Längen der aus Schläuchen bestehenden Isolationsstrecken können den jeweiligen spezifischen Wasserwiderständen angepaßt werden. Bei guter Wasserqualität bzw. hohem spezifischen Widerstand des Wasser genügen kurze Schläuche zur Einhaltung des vorgeschriebenen Isolationswiderstandes; unter ungünstigen Verhältnissen sind die (relativ preiswerten) Schläuche in entsprechend größeren Längen vorzusehen.
Besondere betriebliche Vorteile ergeben sich aus der Anordnung von wendeiförmigen Turbulenzelementen an der Innenwand des Heizwendel-Aufnahmerohrs. Die dadurch hervorgerufenen Turbulenzen verstärken den Wärmeübergang von der Heizwendel auf das zu beheizende turbulente Fluid. Als Folge davon läßt sich bei gleichem Wärmebedarf an der Zapfstelle die Temperatur an der Heizwendel jedes Heizmoduls verringern. Die geringere thermische Beanspruchung bei gleicher Wärmeübergabe erhöht die Lebensdauer der Heizwicklung. Bei Störungen in einer Heizwicklung oder Verstopfungen in einem Leitungsabschnitt genügt es, nur den beteiligten Modul zu reparieren oder auszutauschen. Dieser Aufwand ist vergleichsweise gering.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Turbulenzelemente durch wenigstens eine an der Innenwand des Heizwendel-Aufnahmerohres ausgebildete wendeiförmige Rippe gebildet. Diese Rippe hat vorzugsweise einen abgerundeten oder spitzen Rücken. Diese Rippengestaltung hat den Vorteil, daß die sich im Betrieb an die Innenwand anlegende Heizwendel nur in Punktberührung mit dem Rippenrücken steht. Die Turbulenzelemente können aber auch aus wendeiförmigen Nuten bestehen, die in der Innenwand des Heizwendel-Aufnahmerohrs mit entsprechend großer Steigung nach Art von Zügen und Feldern eines Gewehrlaufs ausgebildet sind. Bei wendeiförmigem Verlauf der Turbu- lenzelemente sind die Wendelrichtungen der Turbulenzelemente und der Heizwendel vorzugsweise gegenläufig vorgesehen. Eine weitere alternative Ausbildung von Turbulenzelementen ist dadurch gekennzeichnet, daß ein etwa rohrför iges Kunststoffgit-ter an der Innenwand des Heizwendel-Aufnahmerohrs angebracht ist und daß die Heizwendel in dem vom rohrförmigen Kunststoff-gitter umgrenzten Raum angeordnet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Heizstrecke mehrere Heizmodule aufweist, die über komplementär gestaltete Anschlußstutzen lösbar miteinander gekuppelt und in Reihe geschaltet sind. Der Zusammenbau und der Einbau der Heizstrecke kann dadurch begünstigt werden, daß die einem Heizmodul zugeordneten beiden Anschlußstutzen etwa radial und nach entgegengesetzten Seiten vom Auf-nahmerohr abgehende, komplementäre Einsteck- und Aufnahmeteile und/oder komplementäre Bajonettkupplungen sind. In dieser Ausführungsform können alle Heizmodule identische Gestaltungen haben. Mehrere Heizmodule werden beim Zusammenbau des Gerätes, bajonettartig gekuppelt; ebenso die Anschlußstutzen mit passenden Schlauchtüllen zum Anschluß der beiden Isolationsstrecken an die Kalt- und Warmwasserseiten der Heizstrecke. Auf diese Weise können - einfach durch Änderung der Anzahl der verwendeten Heizmodule - Durchlauferhitzer mit stark unterschiedlichen Leistungsmerkmalen aus prinzipiell den gleichen Komponenten und Heizmodulen zusammengesetzt werden.
Um die im Betrieb unvermeidbare axiale Auslenkbewegung der Heizwendel bei Anströmen durch das zu beheizende Fluid zu begrenzen, können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung von der Innenwand des Heizwendel-Aufnahmerohrs vorspringende Haltemittel beispielsweise in Form von radialen Zapfen o.dgl. vorgesehen sein. Um die Wirkung der Haltemittel zu optimieren, sollten sie sowohl axial beabstandet als auch umfangsversetzt sein.

Aufgrund der Modulbauweise der Funktionskomponenten des er- findungsgemäßen elektrischen Durchlauferhitzers genügt ein ver- gleichsweise kleines Gerätegehäuse. Die rohrförmigen Heizmodule können in Griffschalen einer Gehäuse-Unterform gehalten sein. Dies gilt auch für die die Isolationsstrecke bildenden Kunststoffschlauche, die in schlaufenförmigen Windungen knickfrei festgelegt sein können.
Das in der Regel in Durchlauferhitzern eingebaute Rückschlagventil kann in einen den Kaltwasser-Einlauf bildenden Kupplungsblock eingebaut sein. Wenn letzterer über ein flexibles Kupplungsstück mit dem Steuerabschnitt der Kaltwasserleitung verbunden ist, so lassen sich die störenden Rückschlag-geräusche verringern, da der Körperschall nur minimal auf die starren Geräteteile übertragen wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Heizstrecke wenigstens zwei einzeln steuerbare und/oder schaltbare Heizelemente auf, von denen wenigstens eines Wärmebedarfsabhängig steuerbar und eines als letzte Heizstufe zur Deckung des höchsten Wärmebedarfbereichs zuschaltbar ist.
Durch diese Stufung der Heizelemente und deren separate Steuerungs- und Schaltmöglichkeiten läßt sich ein Wärmebedarf in beliebig großen Bereichen reaktionsschnell decken. Bei nied rigem Wärmebedarf braucht nur ein Heizelement mit geeignet hoher Heizleistung aktiviert zu werden.
Sind entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Er findung mehrere Heizelemente im Strömungsweg des zu erwärmende Fluids hintereinander geschaltet, so bleibt das thermisch am höchsten beanspruchte letzte Heizelement, das auf der höchsten Temperatur arbeitet, nur bei Bedarf und über die kürzeste Einschaltdauer aktiviert. Das thermisch am niedrigsten beanspruchte Heizelement ist dagegen bei Einschalten des elektrischen Durchlauferhitzers sofort und über die gesamte Freigabedauer wirksam und wird bedarfsabhängig gesteuert.
Die Zuverlässigkeit der Erhitzerfunktion wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung dadurch verbessert, daß ein erster Temperatursensor zur Messung der Fluid-Temperatur im Kalt asserbereich und ein zweiter Temperatursensor zur Messung der Fluidte peratur im Warmwasserbereich sowie Mittel zur Zwangskühlung von temperaturempfindlichen elektronischen Bauelementen der Steuereinrichtung vorgesehen sind, und daß die Mittel zur Zwangskühlung zumindestens dann wirksam gemacht werden, wenn die vom ersten Temperatursensor gemessene Kaltwassertemperatur einen oberen Grenzwert übersteigt.
Durch diese erfindungsgemä e Maßnahme kann ein unerwünschtes Unterbrechen des Gerätebetriebs (infolge Übertem-peraturschutz der elektronischen Komponenten) auch dann verhindert werden wenn die Kaltwasser-Zulauftemperatur ungewöhnlich hoch ist und in einen Bereich oberhalb der Grenztemperatur kommt. Bei Bedarf wird eine Zwangskühlung der temperaturempfindlichen Bauelemente vorzugsweise durch einen Lüfter und über einen mit den zu kühlenden elektronischen Bauelementen in wärmeübertragender Beziehung stehenden Luft-Führungskanal eingeschaltet.
Eine Erhöhung der Funktionalität läßt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch erreichen, daß Mittel zur Messung des elektrischen Widerstands der Wassersäule zwischen zwei Heizelementen und eine Einrichtung zur Auswertung des Meßergebnisses vorgesehen sind. Der Widerstand zwischen den Blankdraht-Heizelementen ist abhängig von der Qualität des zu erhitzenden Wassers sowie der Länge der Wassersäule zwischen den beiden Heizelementen. Da die Länge der Wassersäule eine konstante Größe ist, ist der Widerstand ein Maß für die Wasserqualität. Die Widerstandsmessung zwischen zwei Heizelementen läßt sich auch zur Trockenlaufüberwachung bzw. zum Schutz gegen ein Betreiben der Heizwicklung unter trockenen Bedingungen verwenden. Zu diesem Zweck ist die Auswerteeinrichtung mit Mitteln zur Unterbrechung der Heizelementenströme versehen und dann wirksam, wenn der Widerstand zwischen den Heizelementen größer als ein vorgegebener Grenzwert ist.

Eine besonders hohe Funktionszuverlässigkeit, ein verbessertes Störverhalten und eine erhöhte Schnelligkeit bzw. Reaktionsgeschwindigkeit lassen sich bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch erreichen, daß die Steuereinrichtung eine Fuzzy-Logik zur Verarbeitung der Meßwerte und Steuerung der Heizleistungen aufweist.
Soll der Durchlauferhitzer mehrere Zapfstelle bedienen, so sollte eine Volumenstrom-Begrenzung eingebaut sein.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung liegt in dem Verfahren zur Herstellung des rohrför igen Heizmoduls in dem erfindungsgemäßen Durchlauferhitzer. Hierbei wird in einer Außenform, welche sowohl dem Aufnahmerohr als auch dem Anschlußstutzen die äußere Form gibt, ein zum Rohr koaxialer Kern derart eingetaucht, daß er allseits einen gleichmäßigen Umfangsab-stand zur Außenform hat. Der Kern wird mit wenigstens einer wendeiförmigen Nut oder Rippe nach Art eines Gewindes hoher Steigung versehen. Der Raum zwischen der Außenform und dem Kern wird danach im Spritzgießverfahren mit Kunststoff gefüllt. Nach dem Aushärten wird der Kern an einem axialen Ende des Form-stücks unter schraubenartiger Drehbewegung herausgezogen.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der wesentlichen Funktionselemente eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektrischen Durchlauferhitzers;
Fig. 2 eine Batterie aus drei miteinander gekuppelten, übereinstimmenden Kunststoffmodulen, die zu der Heizstrecke des Durchlauferhitzers gemäß Fig. 1 gehören; und
Fig. 3 eine schematisches Schaltbild des Ausführungsbeispiels mit einer eine Fuzzy-Logik enthaltenden Steuereinrichtung.

Der in Figur 1 darstellte Durchlauferhitzer weist die folgenden wesentlichen Funktionselemente auf: einen Kaltwasserein-lauf 1, Steuereinrichtung 3, die insbesondere zur Steuerung der Heizleistung dient, eine erste Isolationsstrecke 4, eine dieser nachgeschaltete Heizstrecke 5 mit ersten, zweiten und dritten Heizmodulen 5a, 5b und 5c, die übereinstimmende Ausbildung haben, ferner eine der Heizstrecke nachgeschaltete zweite Isolationsstrecke 6 und einen Warmwasser- uslauf 7.
Der Kaltwassereinlauf 1 ist als Metallblock ausgebildet, in welchem zusätzlich zum Kaltwasseranschluß ein handbetätigbares Absperrventil 11, ein Wasserfilter 12 und ein Rückschlagventil 13 integriert sind. Stromab des Kaltwasser-Einlaufblocks 1 ist ein in der Regel starrer Leitungsabschnitt 2 angeordnet, an dem die Steuereinrichtung 3 angebracht und verschiedene, bei Durchlauferhitzern übliche Meß- und Steuerelemente angeordnet sind. Hierzu gehören ein Differenzdruck- oder Strömungsschalter 20, der bei Entnahme von Wasser am Warmwasserauslauf 7 den elektrischen Heizstromkreis zur Steuereinrichtung 3 schließt, und ein Überdruckschalter 21, der bei einem Überdruck im Leitungsabschnitt 2 die Stromversorgung 24 zumindest für die Leistungsansteuerung unterbricht. Zur Erfassung der Temperatur und ggf. des Drucks auf der Kaltwasserseite dient eine Fühleranordnung 23, die mit der Steuereinrichtung 3 verbunden ist. In der
Steuereinrichtung 3 sind TRIAC's 31 zur separaten Steuerung der Heizleistung der die Heizstrecke 5 bildenden einzelnen Heizmodule 5a, 5b und 5c vorgesehen. Die Leistungsansteuerung der Heizwendeln 50a...50c erfolgt über separate Heizleitungen 45. Funktion und Ausbildung der Steuereinrichtung 3 wird weiter unten in Verbindung mit Figur 3 erläutert.
Die Leistungsansteuerung der Heizelemente 50a...50c erfolgt über Leistungstransistoren oder TRIAC's 31, die bekanntlich temperaturempfindlich sind. Zur Kühlung der TRIAC's 31 wird bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel (ähnlich dem Stande der Technik) das eintretende Kaltwasser genutzt. Die TRIAC's sind auf einem Wärmetauscher 29 montiert, der in wärmeübertragendem Kontakt mit der Rohrleitung 2 und über diese mit dem zulaufenden Kaltwasser steht. Kaltwasser ist im normalen Temperaturbereich < 20 °C zur TRIAC-Kühlung bestens geeignet, zumal die TRIAC-Wärme nur dann abzuführen ist, wenn der Durchlauferhitzer im Betrieb ist, und frisches Kaltwasser den Kühlabschnitt laufend durchströmt. Die Kühlwirkung des zuströmenden Kaltwassers ist aber nur dann ausreichend, wenn die Kaltwassertemperatur einen vom thermischen Widerstand der TRIAC-Montageanordnung und der Verlustleistung abhängigen Maximalwert nicht überschreitet. Dies ist nicht immer gewährleistet. Bei ungenügender Kühlung erfolgt eine Sicherheitsabschaltung und damit eine Funktionsunterbrechung des Durchlauferhitzers.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist zur Gewährleistung einer ausreichenden TRIAC-Kühlung selbst bei hohen Kaltwasser-Eintrittstemperaturen ein zusätzlicher Lüfter 8 vorgesehen, der über die Steuereinrichtung 3 nach Maßgabe des Kaltwasser-Temperaturmeßwerts (Fühleranordnung 23) bedarfsgerecht eingeschaltet wird. Übersteigt die Kaltwassertemperatur den Grenzwert von beispielsweise 20"C, wird der Lüfter 8 eingeschaltet. Der vom Lüfter 8 erzeugte Luftstrom wird über einen geeigneten Belüftungskanal 80 auf Kühlrippen des Wärmetauschers 29 (Fig. 2) gerichtet, so daß zu jeder Zeit für eine ausreichende Wärmeabfuhr von den TRIAC's 31 gesorgt ist.
Die als Wendel ausgebildeten Heizelemente 50a-c bestehen aus blanken Heizwiderstandsdrähten, die einen vorzüglichen Wärmeübergang zu dem zu beheizenden Fluid (Wasser) gewährleisten. Vorgeschrieben sind bestimmte Isolationswiderstände zwischen den blanken Heizwendeln und der nächsten metallischen Anschlußstelle im Strömungsweg des Wassers. Dementsprechend lang müssen die vom Fluid durchströmten Leitungen zwischen den jeweiligen Heizmodulen 5a bzw. 5c und den Anschlüssen auf der Kalt- bzw. Warmwasserseite sein. Diese Fluidleitungswege werden bei dem dargestellten Durchlauferhitzer durch flexible Schläuche aus elektrisch isolierendem Material gebildet. Diese Schläuche lassen sich einerseits problemlos mit entsprechenden Anschlußstutzen kuppeln und andererseits einfach und platzsparend verlegen. So können sie beispielsweise in Schleifen hinter der Heizstrecke 5 in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Gehäuse (Unterform) untergebracht sein. Der Schleifendurchmesser wird genügend groß gewählt, damit die mechanischen Strömungswiderstände begrenzt und damit die Druckverluste in den die Isolationsstrecken bildenden Leitungen gering gehalten werden können.
Am Ausgang des im Strömungsweg letzten Heizmoduls 5c ist eine Meßfühleranordnung 30 mit einem Temperaturfühler und einem Druckfühler vorgesehen. Die Meßfühleranordnung 30 ist mit der Steuereinrichtung 3 verbunden. Die Meßfühleranordnung 30 nimmt teil an der Steuerung oder Regelung der Heizleistung mit Hilfe der TRIAC's.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist die besondere Gestaltung der einzelnen Heizmodule 5a, 5b und 5c, die nachfolgend anhand der Figur 2 erläutert wird.
Die Heizwendel-Aufnahmerohre 51 dreier Heizmodule 5a, 5b und 5c sind in der schematischen Darstellung gemäß Figur 2 über Anschlußstutzen (Aufnahme- und Steckteile 53, 54) lösbar miteinander gekuppelt. Passende Kupplungsstücke 44 und 63 sind an die Anschlußstutzen 53 und 54 der ersten und letzten Heizmodule 5a und 5c lösbar und flüssigkeitsdicht angeschlossen. Wie leicht zu sehen ist, können die einzelnen Heizungsmodule durch Lösen und Zusammenstecken der komplementären Kupplungsstutzen problemlos ausgetauscht oder ergänzt werden. Die Kupplungsstücke 44 und 63 sind in bekannter Weise mit den die Isolationsstrecken bildenden Schläuchen 4 und 6 zusammengesteckt. Die Ausbildung der Kupplungsstücke und Anschlußstutzen sowie der Dichtelemente kann bekannter Art sein. Wesentlich ist, daß die notwendige Dichtung an den Verbindungsstellen unter den in der Heizstrecke herrschenden Drücken und Temperaturen gewähr- leistet ist. Anstelle der in Figur 2 dargestellten Steckkupplungen können auch andere Verbindungen, z.B. Schraubverbindungen mit Überwurfmuttern oder Bajonettverschlüsse vorgesehen sein, die bei einem relativen Verdrehen unter Herstellung der erforderlichen Dichtung zusammenrücken.
Jeder Heizmodul 5a, 5b und 5c ist in der Darstellung in Figur 2 offen und ohne zugehörige Heizwendel 50a, 50b bzw. 50c gezeigt. An der Innenwand jedes Aufnahmerohrs 51 ist eine Rippe 52 mit dreieckigem Querschnitt angeformt, die einen wendeiförmigen Verlauf nach Art eines mehrgängigen und steilen Gewindes hat. Diese Rippe 52 gibt der Heizwendel 50a ... 50c den
äußeren, manteiförmigen Halt. Die Wendelrichtungen der Rippe 52 und der Heizwendel 50a ... 50c sind vorzugsweise gegenläufig. Die Abstützungen der Heizwendelwindungen an der Rippe 52 befinden sich an den jeweiligen Kreuzungsstellen der Wendeln und sind etwa punktförmig. Die gewendelte Rippe 52 ragt in den Strömungsweg des zu erwärmenden Fluids vor, wenn dieses im wesentlichen axial durch die hintereinandergeschalteten Rohre 51 fließt. An der Rippe werden die Strömungsfäden quer nach innen bzw. in eine Drallströmung entsprechend dem gewendelten Verlau der Rippe 52 umgelenkt. Es bilden sich im Innenraum jedes Auf-nahmerohrs 51 verstärkt Turbulenzen, die zu einem verbesserten Wärmeübergang zwischen den einzelnen Heizwendel-Windungen und dem Strömungsmedium führen. Dieser erhöhte Wärmeübergang verbunden mit einem deutlich verbesserten Heizwirkungsgrad, wird erfindungsgemäß ausgenutzt. Die Betriebstemperaturen der
Heizwendel können im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen verringert werden.
Anstelle der bei allen Heizmodulen 5a...5c in Fig. 2 darge stellten jeweils einen gewindeförmigen Rippe 52 können mehrere parallele Rippen an der Innenwand jedes Aufnahmerohrs 51 ausge bildet sein. Die Querschnittsform jeder Rippe 52 ist relativ unkritisch. Anstelle eines relativ scharfkantigen Rückens der Rippe kann ein abgegrundeter Rippenrücken vorgesehen sein.

Außerdem wird ein vergleichbarer Effekt dadurch erreicht, daß anstelle von Rippen breite Nuten in die Rohrumfangswand eingearbeitet sind, wobei vergleichbar einem Kugellauf eines Gewehres abwechselnd Züge und Felder entstehen.
Jedes Aufnahmerohr 51 wird mit seinen komplementären An-schlußstutzen 53 und 54 sowie mit der mindestens einen Rippe 52 vorzugsweise durch ein besonderes Kunststoff-Spritzgießverfah-ren hergestellt. Bei der Herstellung wird in einer Außenform ein Kern angeordnet, der den Innenraum 55 des Aufnahmerohrs 51 begrenzt. In diesem in der Zeichnung nicht dargestellten Kern ist wenigstens eine gewendelte Nut ausgebildet, in welcher die gewendelte Rippe 52 während des Spritzgießvorgangs geformt wird. Die Außenform wird (mit Abstand) zu dem koaxialen Kern geschlossen und der Spritzgießvorgang wird durchgeführt. Nach dem Aushärten des zwischen Außenform und Kern befindlichen Formstücks wird die Außenform geöffnet, und der Kern wird durch die Öffnung 56 an einem Stirnende des Aufnahmerohrs 51 axial herausgezogen. Während dieser Axialbewegung wird der Kern real-tiv zum Formstück 51 in Richtung der gewendelten Rippe 52 gedreht. Es wurde gefunden, daß eine leicht konische Ausbildung des Kerns mit einer Erweiterung in Richtung der Entnahmeöffnung 56 des Aufnahmerohrs 51 das Entformen des Kerns wesentlich erleichtert. Eine Beeinträchtigung der Funktion des Heizwendel-Aufnahmerohrs während des Heizbetriebs konnte durch die so entstehende konische Erweiterung des Innenraums 55 nicht festgestellt werden; die leichte Öffnung in Strömungsrichtung des Fluids erhöht sogar die Turbulenzwirkung und den Wirkungsgrad der Beheizung.
Als Turbulenzelemente können auch separat hergestellte Stromunterbrechungselemente in den Innenraum 55 durch die Öffnung 56 eingesteckt oder eingeschoben werden. So kann beispielsweise ein geeignetes Gitterwerk eingesteckt werden, das vorzugsweise einen dem Innenquerschnitt des Aufnahmerohrs 51 angepaßten gitterförmigen Mantel aufweist. Andererseits kann auch ein geeigneter Einschub zentral in den von den Heizwick-lungswindungen umspannten Raum eingeschoben werden.
Die Heizwendel jedes Heizmoduls 5a wird in das Aufnahmerohr 51 eingesteckt, bevor die nach dem Spritzgießen offenen
Stirnenden geschlossen werden. Die Stirnenden werden üblicherweise durch Abschlußkappen oder -platten gasdicht geschlossen, wobei die Kappen oder Platten mit dem Kunststoffröhr 51 verschweißt oder verklebt werden. Derartige Maßnahmen sind im Stande der Technik an sich bekannt, so daß sich eine nähere Erläuterung hier erübrigt.
In Gerätegehäuse kann die Heizstrecke, bestehend aus einer Batterie von beispielsweise drei Heizmodulen, in geeignete Griffschalen einer Unterform eingesetzt werden. Zusätzliche Griffschalen können bereits im Gehäuse vorbereitet sein, um zusätzliche Heizmodule zur Vergrößerung der Heizleistung in dem Gehäuse unterzubringen. Auch können die Schläuche 4 und 6 in geeigneten Ringkammern in einer Unterform eines in der Zeichnung nicht dargestellten Gehäuses eingebettet sein.
Zum axialen Halten der Heizwendeln 50a, 50b und 50c dienen Halteelemente 57, die durch geeignete Mittel am Aufnahmerohr 51 ortsfest angebracht sind. Derartige Halteelemente 57 können beispielsweise die Wand des Aufnahmerohrs 51 durchsetzende, radial in Richtung der Rohrachse 58 vorspringende Zapfen sein. Diese Zapfen können nachträglich, d.h. nach der Befestigung de Heizwendel, von außen durch die Rohrwandung eingesetzt und abgedichtet werden. Andererseits kann das Aufnahmerohr aber auch aus mehreren axialen Abschnitten bestehen, die nach der Herstellung und Anbringung der Halteelemente 57 etwa in der Tei- lungsebene koaxial zusammengesetzt und abgedichtet werden.
Im folgenden wird auf Figur 3 Bezug genommen, in der die Meß-, Steuer- und Anzeigekomponenten sowie die Leistungsstrom-kreise des beschriebenen Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 werden die
TRIAC's 31 der Steuereinrichtung 3 von einer Regelanordnung 3a gesteuert. Letztere enthält eine der Meßwertaufbereitung dienende Eingabeeinheit 32, der neben Meßwerten auch der vom Benutzer eingestellte Warmwasser-Temperatursollwert Tg zugeführt wird, eine Ablauf- und ZeitSteuereinheit 33 und - als eigentlichen Regler - eine Fuzzy-Logik 34. Die Fuzzy-Logik wirkt über eine Leistungsansteuerung 35 auf einen oder mehrere der TRIAC's 31. Die TRIAC's 31 versorgen entsprechend ihrer Ansteuerung die ihnen zugeordneten einzelnen Heizelemente 5a, 5b und/oder 5c zur Deckung des Wärmebedarfs. Letzterer ist bekanntlich abhängig von dem Volumenstrom (durch die Leitung 2) und dem vom Verbraucher eingestellten Temperatursollwert Tg. Die Fuzzy-Logik 34 steuert zusätzlich zur Leistungsansteuerungsstufe 35 den Si-cherheitsfunktionsblock 36. Der Block 36 steuert die Funktions-anzeige 37 und in bestimmten fehlerhaften Betriebssituationen bzw. Störfällen einen Unterbrecherschalter 38, der zwischen Leistungsansteuerung 35 und allen TRIAC's 31 angeordnet ist. Über eine Verbindung mit der Leistungsansteuerung 35 gelangt die Information über die Freigabe der TRIAC's 31 an den Sicher-heitsfunktionsblock 36.
Die Fuzzy-Logik 34 ist über eine Rückkopplung 39 mit der Meßwertaufbereitung 32 verbunden. Über diese Rückkopplung kann die Fuzzy-Logik die Art der Meßwertaufbereitung beeinflussen. Außerdem können in einem zugehörigen Speicher abgelegte Erfahrungswerte aus vorhergehenden Betriebszyklen bei der Meßwertaufbereitung sowie für die Ablauf- und Zeitsteuerung rückgekoppelt werden, um beispielsweise das Überschwingen zu dämpfen und die Reaktionszeit zu optimieren.
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden dem Block 32 zur Meßwertaufbereitung die folgenden Meßwerte zugeführt: Die Eingangstemperatur Te (Meßstelle 23), die Ausgangstemperatur Ta (Meßstelle 30), der Eingangsdruck pe, der Ausgangsdruck pa und schließlich über ein Meßleitungspaar 46 Meßwerte des Widerstands bzw. Leitwerts der Wassersäule
zwischen zwei Heizelementen (z.B. 5a und 5c).
Die Druckdifferenz Δ p = pe - pa kann zum Erkennen des Beginns der Warmwasseranforderung (Öffnen des Wasseraustritts an einer Zapfstelle) und damit zum Einschalten der Steuerelektronik verwendet werden. Da in der Regel ein bestimmter Druck-Anschlußwert im Kaltwasserleitungssystem herrscht, kann ggf. auf eine laufende Druckmessung des Eingangsdrucks pe verzichtet werden. In dem Block 32 bzw. in dem der Fuzzy-Logik zugeordneten Mikroprozessor kann die Druckdifferenz Δp auch in einen dem Volumenstrom V entsprechenden Ersatzwert umgewandelt werden. Der für die Temperaturregelung erforderliche Volumenstrom läßt sich aber auch aus der elektrischen Leistung berechnen, die von der Leistungsansteuerung 35 für die TRIAC's 31 freigegeben wird. Zu diesem Zweck können die Ansteuerimpulse am Ausgang der Leistungsansteuerung integriert werden. Die dabei kritischen Netzspannungsschwankungen können mit Hilfe der Fuzzy-Logik 34 geeignet kompensiert werden.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann vor Einschalten der Leistung zunächst über das Leitungspaar 46 der Leitwert bzw. Widerstand zwischen zwei räumlich getrennten Punkten der Wassersäule in der Heizstrecke 5 bestimmt werden. Bei zu hohem Widerstand werden die TRIAC's 31 über den Unterbrechungsschalter 38 abgeschaltet, um Trockenlauf und damit di Gefahr der Zerstörung der Heizelemente zu vermeiden. Ebenfalls ein Eingriff in die Sicherheitsfunktionen kann bei zu hoher Leitfähigkeit, d.h. zu niedrigem Widerstand zwischen den Meßleitungen 46 erforderlich sein (Kurzschlußgefahr, Überlastsicherung) .
Der Wärmetauscher 29 ist mit dem Kaltwasserabschnitt
(Leitungsabschnitt 2) thermisch derart gekoppelt, daß er die i Betriebsfall von den TRIAC's 31 entwickelte Wärme an den Kaltwasserstrom abgeben kann. Die Eingangstemperatur Te gibt dem Prozessor in der Fuzzy-Logik 34 laufend Aufschluß darüber, ob die über den Kal wasserstrom abführbare Wärme zur Kühlung der TRIAC's 31 ausreicht. Ist die Eingangstemperatur Te zu hoch, beispielsweise -≥ 20 °C, so betätigt die Fuzzy-Logik 34 den
Sicherheitsfunktionsgeber 36, der wiederum den Lüfter 8
einschaltet und für eine Zwangskühlung der TRIAC's 31 sorgt. Diese bei Durchlauferhitzern völlig neue Maßnahme läßt sich natürlich mit den gleichen Vorteilen auch bei anders
ausgebildeten Durchlauferhitzern verwenden, soweit ein von der Wasser-Eintrittstemperatur abhängiger Meßwert in den Prozessor bzw. eine zugehörige Eingabeeinheit eingegeben wird. Die
Zwangskühlung, die auch durch ein flüssiges Medium mit Hilfe einer Pumpe vorgesehen sein kann, wird vorzugsweise dann unterbrochen, wenn das primäre Kühlmedium, nämlich das in der Heizstrecke 5 aufzuheizende Kaltwasser, an der Eintrittsseite einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist am Ausgang der Heizstrecke 5 bzw. vor dem Warmwasserauslaß ein Volumenstrombegrenzer 62 vorgesehen. Mit dessen Hilfe können die Lei-stungsreserven des Durchlauferhitzers voll ausgeschöpft werden, was vor allem bei Mehrfachzapfstellen von Bedeutung ist. Als Volumenstrombegrenzer kann eine einfache Drosselstelle dienen.

Bei dem komfortablem Steuergerät gemäß Figur 3 ist außerdem eine Einrichtung zur Wasserenthärtung vorgesehen. Sie besteht aus einem Geber 42, der Rechteckimpulse beispielsweise bei einer Impulsfrequenz von 2 bis 10 kHz entwickelt und dadurch im Bereich des Kaltwassereintritts ein entsprechendes elektromagnetisches Feld erzeugt. Das elektromagnetische Feld sorgt für eine Wasserenthärtung und reduziert dadurch Kalkanlagerungen im unmittelbaren Wirkungsbereich der Heizstrecke 5.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann ggf. aus Kostengründen auf einzelne, den Betriebskomfort erhöhende Funktionen verzichtet werden. Viele Funktionen lassen sich durch einfache Gestaltung der Fuzzy- Logik, d.h. ohne nennenswerte Erhöhung der Herstellungs- und Anlagekosten erreichen. Anstelle einer Fuzzy-Logik kann natürlich auch eine herkömmliche Regeleinrichtung vorgesehen sein, und zwar insbesondere dann, wenn sich die Funktionsabläufe bis zum Erreichen der Solltemperatur am Wasseraustritt hinreichend klar vorherbestimmen bzw. modellieren lassen und keine wesentlichen Instabilitäten oder ein Überschwingen auftreten. Außerdem können bei Bedarf Einschaltverzögerungen von einigen Sekunden insbesondere nach Stromausfall vorgesehen werden. Falls sich in der Heizstrecke 5 ein überhöhter Druck aufbaut, kann ein Druckbegrenzer wirksam gemacht werden.