Speziell geeignet für Photovoltaik-Anlagen - Zum Erhitzen von Wasser und anderen, nicht aggressiven Medien im Durchlaufverfahren.
Durchlauferhitzer eignen sich hervorragend zur direkten Beheizung und Erwärmung von verschiedenen Flüssigkeiten. Der Durchlauferhitzer (DLE) besteht aus einem Vierkantrohr aus Edelstahl mit Ein- und Auslaufstutzen. Die elektrische Regelung kann durch die im Gehäuse integrierte Regler- / Begrenzerkombination oder durch eine separate elektronische Regelung erfolgen. Die Edelstahlausführung gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit und lange Lebensdauer bei sachgemäßem Einsatz. Wichtig ist dabei, Edelstahl niemals in direkte elektrisch leitende Verbindung mit normalem Stahl bzw. Eisen zu bringen, da der Edelstahl in Anwesenheit von Wasser und Sauerstoff Lochfraß bekommt.
Einsatz und Vorteile
Der elektrische Durchlauferhitzer eignet sich vorzüglich zur Ladung von Pufferspeichern oder Boilern über elektrische Energie. Für den Einsatz mit Photovoltaik-Anlagen (PV) können die einzelnen Heizwiderstände von einem Fachmann so angeschlossen werden, daß sie einzeln angesteuert werden. Die einzelnen Anschlußenden der Heizwiderstände haben ein M4 Gewinde, so daß die Installation über Ringkabelschuhe erfolgen kann. Das ermöglicht bei der Ausführung mit 4.500 Watt, 3 x 1.500 Watt nach Bedarf zuzuschalten, um so die Heizleistung an das Angebot der PV-Anlage anzupassen. Werden zwei der 1.500 Watt Heizwiderstände in Serie geschaltet, so kann der DLE sogar mit nur 750 Watt betrieben werden.
Der Betrieb des Durchlauferhitzers ohne Pumpe ist immer dann möglich, wenn dieser unten an einem Pufferspeicher montiert ist und das erwärmte Wasser über Schwerkraft / thermischen Auftrieb oben in den Speicher eingeleitet wird. Dabei ist auf ausreichenden Leitungsquerschnitt und eine direkte, aufsteigende Leitungsführung zu achten. Sobald der Auftrieb nicht mehr ausreicht, schaltet das eingebaute Thermostat ab.
Oft ist es besser, die Installation mit einer Pumpe auszuführen. Am Auslauf erhalten Sie je nach Leistung und Volumenstrom erwärmtes Wasser. Es ist auch möglich, die Anbindung mit einer thermostatischen Festwertregelung ähnlich einer Rücklaufanhebung durchzuführen. Auf diese Weise erhalten Sie immer die gewünschte Wassertemperatur, was speziell von Vorteil ist, wenn Brauchwasser erwärmt werden soll und wenn von einer Photovoltaikanlage unterschiedliche Leistungen angeboten werden.
Meistens werden elektrische Heizstäbe direkt in Pufferspeicher eingeschraubt. Im Allgemeinen ist dies auch eine recht zufriedenstellende Lösung. Doch da die Heizstäbe nur das Wasservolumen im Speicher oberhalb der Einschraubposition erwärmen können (warmes Wasser steigt auf; das kalte Wasser unterhalb kann so nicht erwärmt werden), muß der Heizwiderstand ganz unten montiert werden, soll der ganze Speicher aufgeladen werden können. Doch dies hat entscheidende Nachteile: Das am Heizwendel stark erhitzte Wasser steigt im Speicher auf, wobei es sich auf der langen Wanderung bis oben im Speicher laufend mit dem kalten Wasser mischt und dabei stark abkühlt, so daß zunächst nur lauwarmes Wasser oben ankommt und somit zur Verfügung steht. Um so höher der Speicher ist, um so stärker ist dieser negative Effekt und um so länger muß geheizt werden, bis der Speicherinhalt eine nutzbare Temperatur erreicht hat. Beim Aufladen wird dabei das gesamte Wasservolumen gleichzeitig aufgeheizt und der positive Effekt einer Einschichtung völlig verhindert.
Durch den Einsatz eines außen montierten Durchlauferhitzers wird das erzeugte heiße Wasser mit voller Temperatur gezielt oben in den Speicher eingeschichtet!
So steht von Anfang an nutzbares heißes Wasser zur Verfügung und die Schichtladeeigenschaft des Wassers wird optimal ausgenutzt. Sie erhalten auf diese Weise mit relativ kleinem Energieeinsatz eine maximale Menge an nutzbarer Wärmeenergie in das Speichermedium.
In den meisten Fällen ist ein Einbau ohne zusätzliche Umwälzpumpe möglich, da das erwärmte Wasser durch die Schwerkraft zirkuliert.
Aufbau
Durchlauferhitzer sind mit Einschraubheizkörpern (EHK) mit 1 ½“ Außengewinde (G 1 ½) ausgestattet. Diese sind unseren Standard Elektroheizstäben ähnlich. Die Heizelemente der Durchlauferhitzer sind jedoch in einem Schraubkopf aus Edelstahl mit Nickel Basislot unter Schutzatmosphäre eingelötet. Das Anschlußgehäuse des EHK ist nach dem Einbau in die vom Kunden gewünschte Position drehbar (Achtung! nicht mehr als ±180° verdrehen!). Die Einschraubheizkörper sind in 3-Phasen Sternschaltung ausgeführt (400 V). Der Sternpunkt ist von Fabrik aus nicht herausgeführt. Da aber alle 6 Anschlüsse der 3 Heizwiderstände im Anschlußkopf ein M4 Gewinde haben, kann ein Elektriker sehr einfach die Beschaltung den individuellen Bedürfnissen anpassen. So können die eingeschraubten Brücken am Sternpunkt herausgenommen oder auch ein Kabel mit Öse dort angeschraubt werden. Der Heizstab mit 3.000 Watt Leistung wird für den Betrieb mit 400 V vorverdrahtet ausgeliefert. Soll er mit 230 V mit allen 3 Heizwiderständen parallel betrieben werden, müssen lediglich 2 zusätzliche Brücken eingesetzt und eine Anschlußleitung entfernt werden.
Der Einsatz des Durchlauferhitzers ist mit Wasser, wasserähnlichen Flüssigkeiten oder dünnflüssigen Medien bis fast 100°C möglich. Der Einsatz mit anderen Medien (Öl, Luft...) ist durch entsprechende technische Auslegung ebenfalls möglich. Dabei muß vor allem auf ausreichende Wärmeabgabe des Heizelements an das Medium gesorgt werden, um eine Überhitzung zu vermeiden. Sollte es im Betrieb zu einer Überhitzung kommen, wird der Sicherheitstemperaturbegrenzer auslösen und bei starker Überhitzung zerstört. In der Regel werden die Heizelemente dabei nicht beschädigt, so daß ein Austausch der Regler-Begrenzer-Schalteinheit zur Reparatur ausreicht. Der Regler/Begrenzer ist bei uns als Ersatzteil zu beziehen.
Am Stellknopf ist die Abschalttemperatur einstellbar.
- Regelbereich 30 °C (±5) bis 85 °C (±3), Begrenzer 108 °C (-9) (Standardausführung)
Achtung: Die Schalthysterese kann bis zu 20 K betragen!
Für eine bessere Regelgenauigkeit empfehlen wir, die Heizelemente über eine elektronische Temperaturregelung anzusteuern.
Einbauhinweise
Bei der Montage der DLE ist darauf zu achten, daß eine vollständige Entlüftung des Systems durchgeführt wird. Im System vorhandene Lufteinschlüsse können zur Überhitzung der Heizelemente und damit zur Zerstörung des DLE führen. Bei Schwerkraftbetrieb empfehlen wir den Einbau unten neben dem zu beheizenden Speicher (siehe Anschlußbild) mit dem Zulauf nach unten und dem Auslauf nach oben zeigend. Eine Richtung Auslauf ansteigende Montage mit 5 - 10° Steigung unterstützt die Selbstzirkulation durch die Schwerkraft (warmes Wasser steigt auf). Die Befestigungfüße können an einen am Boden befestigten Halter oder die Wand geschraubt werden.
Die Temperaturwerte am Reglerknopf sind Richtwerte. Die wirklich erreichte Temperatur des Mediums ist durch geeignete Messungen zu ermitteln. Ist trotz vorhandener Schutzmaßnahmen ein Trockengang eingetreten (Kontrolleuchte aus, Temperaturbegrenzer ausgelöst), muß die Ursache behoben werden. Nach Abkühlung des DLE und Freischaltung vom Stromnetz kann durch Entfernen des Gummistopfens an der Schutzkappe der Begrenzer zurückgesetzt werden. Dazu muß mittels eines Schraubendrehers o.ä. durch die Öffnung gedrückt werden, bis ein deutliches Schaltgeräusch zu hören ist. Das Auswechseln einer defekten Regler / Begrenzerkombination ist bei gefülltem Behälter möglich.
- Spezifische Heizleistung der Heizelemente: ca. 8 W/cm² Heizstaboberfläche
- Betriebsdruck max.: 6 bar
- Prüfdruck: 10 bar
- Material Heizelement: Edelstahl 2.4858
- Material Edelstahlrohr und Heizerkopf im Rohr: Edelstahl 1.4301
- Material Dichtung zwischen Gehäuse und Einschraubheizkörper: EPDM (O-Ring)
- Schutzart: IP 54
Der Einbau darf nur von waagerecht (bei Schwerkraftbetrieb 5° - 10° ansteigend) bis 180° senkrecht mit dem Anschlußkopf nach unten zeigend erfolgen (Entlüftung!). Max. Wasserhärte 14 °dH. Aggressive Inhaltsstoffe sind nicht zulässig. Eine vollständige Entlüftung muß sichergestellt werden. Der Hersteller übernimmt keine Gewährleistung für Schäden, die durch Korrosion der medienberührten Teile, Verkalkung oder Verschmutzung der Heizstäbe sowie unsachgemäßen oder zweckentfremdeten Einsatz entstehen.
Hinweis: Der elektrische Anschluß darf nur von einer Elektrofachkraft (nach VDE 0100) erfolgen.
