EP1608919B1 - Durchlauferhitzer - Google Patents

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EP1608919B1
EP1608919B1 EP04719441A EP04719441A EP1608919B1 EP 1608919 B1 EP1608919 B1 EP 1608919B1 EP 04719441 A EP04719441 A EP 04719441A EP 04719441 A EP04719441 A EP 04719441A EP 1608919 B1 EP1608919 B1 EP 1608919B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling element
heater according
power component
heating module
cold water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04719441A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1608919A1 (de
Inventor
Markus Helminger
Christian Lindert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority to EP10162910.3A priority Critical patent/EP2226590B1/de
Publication of EP1608919A1 publication Critical patent/EP1608919A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1608919B1 publication Critical patent/EP1608919B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
    • F24H9/2028—Continuous-flow heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/40—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers
    • F24H15/407—Control of fluid heaters characterised by the type of controllers using electrical switching, e.g. TRIAC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/101—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply
    • F24H1/102—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with resistance

Definitions

  • the invention relates to a water heater according to the preamble of claim 1.
  • instantaneous water heaters with electronic control power components are cooled by the incoming cold water at a cooling interface, so that the power components do not exceed a temperature limit of about 70 ° C in operation.
  • the cooling interface is located on a cooling-only copper pipe loop in the cold water inlet region, wherein the power component is pressed with a resilient clamp against a flat pinched contact surface of the copper pipe. Since the copper pipe conducts electricity, the power component requires a direct ground connection. This construction principle requires many parts, a cumbersome wiring and the grounding of each power component. This results in a high manufacturing and assembly costs.
  • At least one printed circuit board is provided on which optionally further components of the control are arranged, and which are provided with their own fastening elements, e.g. Screws, is fixed to prepared mounting points of the heating module.
  • fastening elements e.g. Screws
  • heat dissipating power components are conventionally placed on the cooling interface, grounded, and connected to the controller. Therefore, the independent determination and positioning of the circuit board also increases the manufacturing and assembly costs.
  • the invention has for its object to provide a water heater of the type mentioned, which can be produced with reduced effort.
  • the object also includes avoiding the effort for earthing the cooled power component or separate fastening devices for the printed circuit board or these two aspects: The object is achieved by the features of claim 1.
  • the ceramic cooling element electrically isolates the power component, eg a triac, from the water, so that the cooling interface or the power component does not require grounding, and yet the device safety complies with the regulations.
  • the ceramic cooling element effectively transfers heat to cool the power device.
  • high thermal conductivity ceramic material is used, which also has good mechanical properties, which ensure the necessary flatness in the contact area of the component, and also withstand the fastening forces and thermal influences during operation.
  • the cooling element can be relatively small, so that the cooling interface can even be largely arranged without additional expenditure within a given cold water inlet region.
  • the ceramic cooling element is expediently used for cooling a power component, which is pressed resiliently against the cooling element with a retaining element, wherein the retaining element can also fix a printed circuit board of the electronic control unit on the heating module, possibly carrying the power component.
  • the ceramic cooling element can also be used profitably when the circuit board is fixed to the heating module in a conventional manner.
  • the ceramic cooling element between the outside of the heating module and the cold water inlet area in the heating module is used watertight.
  • the cooling interface in the heating module thereby only minor modifications in the inlet area are required.
  • the ceramic cooling element during or after the shaping of the heating module or of a heating module component.
  • One possibility would be direct overmolding during the injection molding process.
  • the cooling element could also be subsequently used by pressing, welding, gluing or latching.
  • a sealing element e.g. an O-ring, with built-in.
  • the power component is held by a resilient retaining element in cooling contact with the cooling element.
  • the holding element could be used, in order to fix even the loosely attached cooling element waterproof.
  • a platelet, disc or cap-shaped ceramic cooling element is inexpensive and can be produced with high dimensional accuracy and dimensional accuracy. These geometric shapes also provide sufficient structural strength to allow the cooling element to easily cope with mechanical, thermal and hydraulic loads.
  • the cap shape presents the contact surface for the power component easily accessible. In the cap edge area there is sufficient attack surface for fixing and / or sealing.
  • the cooling element is arranged substantially perpendicular to the inflow direction of the cold water to the cooling interface. This allows effective heat transfer from the cooling element into the water.
  • the inflow surface of the cooling element could be designed aerodynamically, eg concave, to reduce the risk of unwanted turbulence. It would also be possible to structure the inflow surface so that the in contact with the water flow coming surface is increased, for example, by ribs, which can also contribute to the flow.
  • a water dome having an opening is arranged on the heating module, which contains an inlet channel and an outlet channel.
  • the channels can merge on the cooling element.
  • the ceramic cooling element is arranged waterproof in the opening.
  • the water dome means only a minor modification of the cold water inlet area of the heating module.
  • the water dome can be easily formed from the material of the heating module and / or the cold water inlet area, and makes it possible to place the used cooling element exposed where the power component is easy to assemble.
  • the water dome is in the component group of the electronic control, or vice versa.
  • an overflow threshold is provided in the water dome lead to the flow guide, bring the incoming cold water substantially perpendicular to the inflow of the cooling element and dissipate the outflowing water as quickly as possible to force along the inflow of a favorable for the cooling effect, intensive flow dynamics.
  • plug-in slots formed for the holding leg of the support member.
  • the abutment for the holding element near the cooling interface are also useful if the holding element is not only used for pressing the power component to the cooling element, but also for at least partially setting the circuit board of the electronic control on Walkermodul.
  • positioning elements for the printed circuit board can be integrally formed on the heating module, which improve the positioning and the seat of the printed circuit board under the holding force of the holding element.
  • the holding element In this case, the power component, which is expediently mounted directly on the printed circuit board, can indirectly press against the cooling element via the printed circuit board.
  • the same retaining element can be used, e.g. a U-shaped spring clip.
  • the printed circuit board can be larger in area and heavier than the power component, it would be possible to set the printed circuit board to use a larger and / or stronger holding element with a different shape.
  • a good resilient contact pressure for the power component and / or the circuit board can be achieved if the trained as a U-spring clip retaining element in the transverse web is alternately bent in and out.
  • longitudinal stiffening beads may be formed which, preferably, e.g. exclude unintentional buckling or twisting of the retaining legs during assembly of the spring clip.
  • the power component to be cooled is a triac switching element that generates heat during operation of the instantaneous water heater and is cooled by the incoming cooling water by means of the ceramic cooling element.
  • a water heater D with electronic control or control S is in Fig. 1 shown in section a part of a heating module M, which consists of two interconnected module moldings 1, 2 (for example injection molded parts).
  • the heating module M is indicated in the operating position of the flow heater D by a dashed line Hood F covered.
  • the heating module M is connected to water supply and - not shown, and electrically connected to the mains.
  • the electronic control S for at least one heating element, not shown, in the heating module has a printed circuit board P with components mounted thereon and at least one electronic power component B, which in FIG Fig. 1 is mounted on the printed circuit board P.
  • the power component B is, for example, a triac switching element that generates heat during operation of the instantaneous water heater D and requires cooling. For this reason, the power component B is placed at a cooling interface K with the cold water inlet of the heating module M.
  • the power component B is held by means of at least one holding element H in contact with a ceramic cooling element E, which electrically isolates the power component B from the water at the cooling interface K and forms a heat transfer body to the water.
  • the holding element H acts on the printed circuit board P in order to hold the power component B indirectly via the printed circuit board P in contact with the cooling element E.
  • the holding element H serves here simultaneously to set the circuit board P on the heating module M.
  • the holding element H could apply the power component B arranged separately from the printed circuit board P directly and hold it in contact with the cooling element E.
  • the circuit board P would then be mounted differently.
  • the heating module moldings 1, 2 define an internal cold water inlet channel 3, in which the cold water flows in the direction of arrow R before heating.
  • the cold water comes from a preferably integrally molded into the molding 1 water dome 4, which has an opening 5, in which the ceramic cooling element E is used watertight, for example by means of an O-ring 13.
  • the edge of the opening 5 is, for example, plastically deformed or flanged to set the cooling element E tight.
  • the cooling element E could be held only by the holding pressure of the retaining element H in sealing engagement.
  • inlet channel 6 connected to the cold water inlet not shown inlet channel 6 is formed, which is separated by a flow channel 9 through a partition 7, which ends at an overhead overflow threshold 8 at a distance from the ceramic cooling element E.
  • partition wall 7 forms substantially perpendicular to the cooling element E oriented flow guide so that the indicated by the arc arrow Z cold water flow the cooling element E as intense as possible and vortexing acted upon (s. Fig. 2 ).
  • the positioning elements 11 may have depth stops 12 for securing the printed circuit board P.
  • the power component B In the illustrated manner of mounting the power component B is electrically isolated from the water, and the incoming cold water in the heating module M at the interface K no metallic piping, so that the power component B need not be separately grounded.
  • the printed circuit board P is usually grounded anyway.
  • Fig. 2 illustrates on an enlarged scale, as designed as a cap 14 formed ceramic cooling element E with its lower, widened cap edge on the O-ring 13, which is inserted into a socket 5 of the opening.
  • the cooling element E as mentioned, for example, be determined by crimping the opening edge or encapsulation, gluing, and similar types of connection in its illustrated sealing position. However, it is also possible to use only the holding force of the holding element H for producing the sealing flow for the cooling element E.
  • the cooling element could also be a plate or a disc of ceramic material with good thermal conductivity.
  • the exposed top of the cooling element E forms in Fig. 2 a flat contact surface 15 for the power component B, while the inner or underside of the cap 14 forms a here, for example cup-shaped inflow surface 16 for the cold water from the inlet channel 6.
  • the overflow threshold 8 is opposite the inflow surface 16 with a distance which is selected such that there are optimal flow conditions along the inflow surface 16 for efficient heat removal.
  • the retaining element H is a U-shaped spring clip with a transverse web 17 and, for example, two retaining legs 19.
  • the crosspiece 17 has several alternating bends 18 with regard to a desirable spring action.
  • sawtooth-like locking projections 20 formed in the abutments 19 are formed on the retaining legs 19 10 automatically anchor, if necessary.
  • the abutment 10 are serrated inside. Longitudinal stiffening beads 21 increase the structural strength of the retaining legs 19.
  • the retaining element H of Fig. 1 and 2 is expedient a sheet metal stamping bent part made of a suitable metal.
  • the holding element could also be a plastic molded part or a composite part.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Durchlauferhitzer gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei in der Praxis bekannten Durchlauferhitzern mit elektronischer Steuerung werden Leistungsbauteile, wie Triacs, durch das zulaufende Kaltwasser an einer Kühlschnittstelle gekühlt, damit die Leistungsbauteile im Betrieb eine Temperaturgrenze von ca. 70°C nicht überschreiten. Die Kühlschnittstelle befindet sich an einer nur für Kühlzwecke vorgesehenen Kupferrohr-Schleife im Kaltwasserzulaufbereich, wobei der Leistungsbauteil mit einer federnden Klammer gegen eine flach gequetschte Kontaktfläche des Kupferrohres gedrückt wird. Da das Kupferrohr elektrisch leitet, benötigt der Leistungsbauteil einen direkten Erdungsanschluss. Dieses Bauprinzip erfordert viele Einzelteile, eine umständliche Verkabelung und die Erdung jedes Leistungsbauteils. Daraus resultiert ein hoher Herstellungs- und Montageaufwand. In der elektronischen Steuerung ist konventionell wenigstens eine Leiterplatte vorgesehen, an der gegebenenfalls weitere Bauteile der Steuerung angeordnet sind, und die mit eigenen Befestigungselementen, z.B. Schrauben, an dafür vorbereiteten Befestigungsstellen des Heizmoduls festgelegt wird. Im Betrieb wärmeabgebende Leistungsbauteile werden konventionell an der Kühlschnittstelle platziert, geerdet und mit der Steuerung verbunden. Deshalb erhöht die eigenständige Festlegung und Positionierung der Leiterplatte ebenfalls den Herstellungs- und Montageaufwand.
  • In diesem Zusammenhang beschreibt die US 4 726 980 ein gerät zum Erwärmen von Flüssigkeiten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchlauferhitzer der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der sich mit verringertem Aufwand herstellen lässt. Die Aufgabe umfasst auch den Aufwand zur Erdung des gekühlten Leistungsbauteils oder gesonderte Befestigungseinrichtungen für die Leiterplatte zu vermeiden bzw. diese beiden Aspekte: Die gestellten Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Das keramische Kühlelement isoliert den Leistungsbauteil, z.B. einen Triac, elektrisch gegenüber dem Wasser, so dass die Kühlschnittstelle bzw. der Leistungsbauteil keine Erdung benötigt, und dennoch die Gerätesicherheit den Vorschriften entspricht. Das keramische Kühlelement überträgt effektiv Wärme bzw. Kälte, um den Leistungsbauteil zu kühlen. Zweckmäßig wird deshalb Keramikmaterial mit hohem thermischen Leitwert verwendet, das außerdem gute mechanische Eigenschaften hat, die die notwendige Ebenheit im Kontaktbereich des Bauteils gewährleisten, und auch den Befestigungskräften und thermischen Einflüssen im Betrieb widerstehen. Das Kühlelement kann relativ klein sein, so dass sich die Kühlschnittstelle ohne Mehraufwand sogar weitgehend innerhalb eines gegebenen Kaltwasserzulaufbereiches anordnen lässt. Das keramische Kühlelement wird zweckmäßig zur Kühlung eines Leistungsbauteils eingesetzt, der mit einem Halteelement federnd gegen das Kühlelement gedrückt wird, wobei das Halteelement auch eine ggfs. den Leistungsbauteil tragende Leiterplatte der elektronischen Steuerung am Heizmodul festlegen kann. Jedoch lässt sich das keramische Kühlelement auch gewinnbringend verwenden, wenn die Leiterplatte auf herkömmliche Weise am Heizmodul festgelegt wird.
  • Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform wird das keramische Kühlelement zwischen der Außenseite des Heizmoduls und dem Kaltwasserzulaufbereich im Heizmodul wasserdicht eingesetzt. Zum Eingliedern der Kühlschnittstelle in den Heizmodul sind dadurch nur geringfügige Modifikationen im Zulaufbereich erforderlich. Für die Eingliederung des keramischen Kühlelementes bei oder nach der Formung des Heizmoduls bzw. eines Heizmodul-Bauteils gibt es beispielsweise verschiedene Möglichkeiten. Eine Möglichkeit wäre direktes Umspritzen beim Spritzgussprozess. Technisch einfach könnte das Kühlelement auch nachträglich durch Einpressen, Schweißen, Kleben oder Verrasten eingesetzt werden. Dabei könnte ein Dichtelement, z.B. ein O-Ring, mit eingebaut werden.
  • Zweckmäßig wird der Leistungsbauteil durch ein federndes Halteelement in Kühlkontakt mit dem Kühlelement gehalten. Das Halteelement könnte mit herangezogen werden, um auch das nur lose angebrachte Kühlelement wasserdicht festzulegen. Einer Lösung, bei der das Kühlelement für sich wasserdicht festgelegt ist und seine freiliegende Kontaktfläche zum Aufliegen des Leistungsbauteils gut zugänglich präsentiert, ist der Vorzug zu geben.
  • Ein plättchen-, scheiben- oder kappenförmiges keramisches Kühlelement ist kostengünstig und mit hoher Formtreue und Maßgenauigkeit herstellbar. Diese geometrischen Formen bieten auch ausreichende Gestaltfestigkeit, damit das Kühlelement der mechanischen, thermischen und der hydraulischen Belastung problemlos gewachsen ist. Die Kappenform präsentiert die Kontaktfläche für den Leistungsbauteil gut zugänglich. Im Kappenrandbereich liegt genügend Angriffsfläche zum Fixieren und/oder Abdichten vor.
  • Zur Optimierung der Kühlwirkung ist zweckmäßig, wenn das Kühlelement im Wesentlichen senkrecht zur Zuströmrichtung des Kaltwassers zur Kühlschnittstelle angeordnet ist. Dadurch lässt sich ein effektiver Wärmetransfer vom Kühlelement ins Wasser erreichen. Die Anströmfläche des Kühlelementes könnte strömungsgünstig gestaltet sein, z.B. konkav, um die Gefahr unerwünschter Turbulenzen zu reduzieren. Es wäre auch möglich, die Anströmfläche so zu strukturieren, dass die mit dem Wasserstrom in Kontakt kommende Oberfläche vergrößert wird, z.B. durch Rippen, die auch zur Strömungsführung beitragen können.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist am Heizmodul ein eine Öffnung aufweisender Wasserdom angeordnet, der einen Zulaufkanal und einen Ablaufkanal enthält. Die Kanäle können sich am Kühlelement vereinigen. Das keramische Kühlelement ist wasserdicht in der Öffnung angeordnet. Der Wasserdom bedeutet nur eine geringfügige Modifizierung des Kaltwasserzulaufbereiches des Heizmoduls. Der Wasserdom lässt sich aus dem Material des Heizmoduls und/oder des Kaltwasserzulaufbereichs problemlos formen, und ermöglicht es, das eingesetzte Kühlelement exponiert dort zu platzieren, wo der Leistungsbauteil gut montierbar ist. Zweckmäßig befindet sich der Wasserdom in der Bauteilgruppe der elektronischen Steuerung, oder umgekehrt.
  • Zweckmäßig ist im Wasserdom eine Überlaufschwelle vorgesehen, zu der Strömungsleitflächen führen, die das zulaufende Kaltwasser im Wesentlichen senkrecht auf die Anströmfläche des Kühlelementes bringen und das abströmende Wasser möglichst schnell abführen, um entlang der Anströmfläche eine für den Kühleffekt günstige, intensive Strömungsdynamik zu erzwingen.
  • Am Wasserdom sind zweckmäßig außen Widerlager, beispielsweise Steckschächte, für die Halteschenkel des Halteelements angeformt. Dort gibt es eine günstige Haltetiefe für die Federklammer.
  • Die Widerlager für das Halteelement nahe der Kühlschnittstelle sind auch zweckmäßig, wenn das Halteelement nicht nur zum Anpressen des Leistungsbauteils an das Kühlelement verwendet wird, sondern auch zum zumindest teilweisen Festlegen der Leiterplatte der elektronischen Steuerung am Heizmodul. Zusätzlich können am Heizmodul Positionierelemente für die Leiterplatte angeformt sein, die unter der Haltekraft des Halteelements die Positionierung und den Sitz der Leiterplatte verbessern. Das Halteelement kann in diesem Fall den Leistungsbauteil, der zweckmäßig an der Leiterplatte direkt montiert ist, mittelbar über die Leiterplatte an das Kühlelement anpressen.
  • Unabhängig davon, ob das Halteelement nur zum Anpressen des Leistungsbauteils an das Kühlelement oder auch zum zumindest teilweisen Festlegen der Leiterplatte am Heizmodul verwendet wird, lässt sich dasselbe Halteelement verwenden, z.B. eine U-förmige Federklammer. Im Hinblick darauf, dass die Leiterplatte großflächiger und schwerer sein kann als der Leistungsbauteil, wäre es zum Festlegen der Leiterplatte möglich, ein größeres und/oder stärkeres Halteelement mit einer anderen Form zu verwenden.
  • Eine gute federnde Anpresswirkung für den Leistungsbauteil und/oder die Leiterplatte lässt sich erzielen, wenn das als U-Federklammer ausgebildete Halteelement im Quersteg abwechselnd ein- und auswärts gebogen ist.
  • In den Halteschenkeln können längsverlaufende Versteifungssicken geformt sein, die, vorzugsweise, z.B. bei der Montage der Federklammer ein ungewolltes Ausknicken oder Verwinden der Halteschenkel ausschließen.
  • Typischerweise ist der zu kühlende Leistungsbauteil ein Triac-Schaltglied, das im Betrieb des Durchlauferhitzers Wärme generiert und mittels des keramischen Kühlelementes vom zulaufenden Kaltwasser gekühlt wird.
  • Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen Schnitt eines Teils eines Durchlauferhitzers, und
    Fig. 2
    perspektivisch einen Ausschnitt aus Fig. 1.
  • Von einem Durchlauferhitzer D mit elektronischer Regelung oder Steuerung S, ist in Fig. 1 im Schnitt ein Teil eines Heizmoduls M gezeigt, der aus zwei miteinander verbundenen Modul-Formteilen 1, 2 (beispielsweise Spritzguss-Formteilen) besteht. Der Heizmodul M wird in Betriebslage des Durchlauferhitzers D von einer gestrichelt angedeuteten Haube F abgedeckt. Der Heizmodul M ist an nicht gezeigte Wasserzu- und - abläufe und elektrisch an das Stromnetz angeschlossen.
  • Die elektronische Steuerung S für wenigstens ein nicht gezeigtes Heizelement im Heizmodul weist eine Leiterplatte P mit daran montierten Bauteilen und wenigstens einen elektronischen Leistungsbauteil B auf, der in Fig. 1 an der Leiterplatte P montiert ist. Bei dem Leistungsbauteil B handelt es sich beispielsweise um ein Triac-Schaltglied, das im Betrieb des Durchlauferhitzers D Wärme generiert und einer Kühlung bedarf. Aus diesem Grund ist der Leistungsbauteil B an einer Kühlschnittstelle K mit dem Kaltwasserzulauf des Heizmoduls M platziert. Der Leistungsbauteil B ist mittels wenigstens eines Halteelementes H in Anlage an einem keramischen Kühlelement E gehalten, das an der Kühlschnittstelle K den Leistungsbauteil B elektrisch gegenüber dem Wasser isoliert und einen Wärmeübertragungskörper zum Wasser bildet.
  • Bei der gezeigten Ausführungsform beaufschlagt das Halteelement H die Leiterplatte P, um den Leistungsbauteil B mittelbar über die Leiterplatte P in Anlage am Kühlelement E zu halten. Das Halteelement H dient hier gleichzeitig zum Festlegen der Leiterplatte P am Heizmodul M.
  • Bei einer nicht gezeigten Alternative könnte das Halteelement H den getrennt von der Leiterplatte P angeordneten Leistungsbauteil B direkt beaufschlagen und in Anlage am Kühlelement E halten. Die Leiterplatte P wäre dann anders angebracht.
  • Die Heizmodul-Formteile 1, 2 begrenzen einen innenliegenden Kaltwasser-Zulaufkanal 3, in dem das Kaltwasser vor dem Aufheizen in Richtung des Pfeiles R strömt. Das Kaltwasser kommt aus einem in den Formteil 1 vorzugsweise einstückig eingeformten Wasserdom 4, der eine Öffnung 5 besitzt, in die das keramische Kühlelement E wasserdicht eingesetzt ist, beispielsweise mittels eines O-Ringes 13. Der Rand der Öffnung 5 ist beispielsweise plastisch verformt oder umgebördelt, um das Kühlelement E dicht festzulegen. Alternativ ist es denkbar, das Kühlelement E einzukleben oder bereits beim Formen des Formteils 1 mit einzuformen, z.B. zu umspritzen. Als weitere Alternative könnte das Kühlelement E auch nur durch den Haltedruck des Halteelements H in Dichtschluss gehalten sein.
  • Im Wasserdom 4 ist ein beispielsweise an den nicht gezeigten Kaltwasserzulauf angeschlossener Zulaufkanal 6 geformt, der von einem Ablaufkanal 9 durch eine Trennwand 7 getrennt ist, die an einer oben liegenden Überlaufschwelle 8 im Abstand vom keramischen Kühlelement E endet. Zumindest die Trennwand 7 bildet im Wesentlichen senkrecht gegen das Kühlelement E orientierte Strömungsleitflächen, damit die durch den Bogenpfeil Z angedeutete Kaltwasserströmung das Kühlelement E möglichst intensiv und verwirbelungsarm beaufschlagt (s. Fig. 2).
  • Bei der gezeigten Ausführungsform sind nahe des Wasserdoms 4 am Formteil 1 Widerlager 10, z.B. Steckschächte, für das Haltelement H vorgesehen, in denen das Haltelement H in der in Fig. 1 gezeigten Betriebslage verankert ist.. Zur zusätzlichen Festlegung der Leiterplatte P können weiteren Positionierelemente 11, z.B. Stützfüße am Formteil 1, vorgesehen sein, auf denen die Leiterplatte P unter der Haltekraft des Halteelementes H aufsitzt, und die, vorzugsweise, zumindest zwei Ecken der Leiterplatte P auch seitlich umfassen. Die Positionierelemente 11 können Tiefenanschläge 12 zur Sicherung der Leiterplatte P besitzen.
  • Bei der dargestellten Montageweise ist der Leistungsbauteil B elektrisch gegenüber dem Wasser isoliert, und benötigt das zulaufende Kaltwasser im Heizmodul M an der Schnittstelle K keine metallische Verrohrung, so dass der Leistungsbauteil B nicht separat geerdet zu werden braucht. Die Leiterplatte P wird üblicherweise ohnedies geerdet.
  • Fig. 2 verdeutlicht in vergrößertem Maßstab, wie das als eine Kappe 14 ausgebildete keramische Kühlelement E mit seinem unteren, verbreiterten Kappenrand auf dem O-Ring 13 aufliegt, der in eine Fassung der Öffnung 5 eingelegt ist. Das Kühlelement E kann, wie erwähnt, beispielsweise durch Umbördeln des Öffnungsrandes oder Umspritzen, Kleben, und ähnlichen Verbindungsarten in seiner gezeigten Abdichtlage festgelegt sein. Es ist allerdings auch möglich, nur die Haltekraft des Halteelementes H zum Herstellen des Dichtflusses für das Kühlelement E zu verwenden.
  • Abweichend von der Kappenform könnte das Kühlelement auch ein Plättchen oder eine Scheibe aus keramischem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit sein. Die freiliegende Oberseite des Kühlelementes E bildet in Fig. 2 eine ebene Kontaktfläche 15 für den Leistungsbauteil B, während die Innen- oder Unterseite der Kappe 14 eine hier beispielsweise topfförmige Anströmfläche 16 für das Kaltwasser aus dem Zulaufkanal 6 bildet. Die Überlaufschwelle 8 liegt der Anströmfläche 16 mit einem Abstand gegenüber, der so gewählt wird, dass entlang der Anströmfläche 16 für eine effiziente Wärmeabfuhr optimale Strömungsverhältnisse vorliegen.
  • Das Haltelement H ist eine U-förmiger Federklammer mit einem Quersteg 17 und z.B. zwei Halteschenkeln 19. Der Quersteg 17 hat im Hinblick auf eine wünschenswerte Federwirkung mehrere abwechselnde Umbiegungen 18. An den Halteschenkeln 19 sind beispielsweise sägezahnartige Verriegelungsvorsprünge 20 geformt, die sich in den Widerlagern 10 selbsttätig verankern, ggfs. sind auch die Widerlager 10 innen gezahnt. Längsverlaufende Versteifungssicken 21 erhöhen die Gestaltfestigkeit der Halteschenkel 19. Das Haltelement H der Fig. 1 und 2 ist zweckmäßig ein Blechstanzbiegeteil aus einem geeigneten Metall. Alternativ könnte das Halteelement auch ein Kunststoffformteil oder ein Verbundteil sein.

Claims (12)

  1. Durchlauferhitzer (D), insbesondere Shower-Heater, mit einer elektronischen Steuerung (S) für einen Heizmodul (M), wobei am Heizmodul (M) wenigstens ein elektronischer Leistungsbauteil (B) an einer Kühlschnittstelle (K) mit dem Kaltwasserzulauf (Z) platziert und ggfs. eine Leiterplatte (P) festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kühlschnittstelle (K) ein keramisches Kühlelement (E) vorgesehen ist, das den Leistungsbauteil (B) elektrisch isolierend und physikalisch vom Kaltwasser trennt, und dass der Leistungsbauteil (B) ungeerdet kontaktiert ist.
  2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Kühlelement (E) zwischen der Außenseite des Heizmoduls (M) und dem Kaltwasserzulauf (Z) wasserdicht eingesetzt ist.
  3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Kühlelement (E) bei oder nach der Formung des Heizmoduls (M) bzw. eines Heizmodul-Bauteils (1, 2) eingesetzt ist.
  4. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsbauteil (B) durch ein, vorzugsweise federndes, Halteelement (H) in Kühlkontakt mit dem keramischen Kühlelement (E) gehalten ist, und dass, vorzugsweise, das keramische Kühlelement (E) ebenfalls mittels des Halteelements (H) wasserdicht festgelegt ist.
  5. Durchlauferhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Kühlelement (E) durch wenigstens einen O-Ring (13) abgedichtet ist.
  6. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Kühlelement (E) ein Plättchen, eine Scheibe oder eine Kappe (14) mit einer, vorzugsweise ebenen und/oder geglätteten, Kontaktfläche (15) für den Leistungsbauteil (B) und einer Anströmfläche (16) für Kaltwasser ist.
  7. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Kühlelement (E) im Wesentlichen senkrecht zur Zuströmrichtung des Kaltwassers zur Kühlschnittstelle (K) angeordnet ist.
  8. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Heizmodul (M) im Kaltwasserzulaufbereich (Z) ein eine Öffnung (5) aufweisender Wasserdom (4) vorgesehen ist, der einen Zulaufkanal (6) zu und einen Ablaufkanal (9) von der Öffnung (5) enthält, und dass das keramische Kühlelement (E) in der Öffnung (5) abgedichtet angeordnet ist, wobei, vorzugsweise, die Kontaktfläche (5) aus der Öffnung (5) vorsteht.
  9. Durchlauferhitzer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Wasserdom (4) zwischen den Kanälen (6, 9) eine im Abstand von der Anströmfläche (16) des Kühlelements (E) liegende Überlaufschwelle (8) vorgesehen ist, zu der, vorzugsweise, im Wesentlichen senkrecht zur Anströmfläche (16) orientierte Strömungsleitflächen führen.
  10. Durchlauferhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (H) eine annähernd U-förmige Federklammer, vorzugsweise als Blechstanz-Biegeteil oder Bandmaterial-Biegeteil, mit mindestens zwei sägezahnartige Vorsprünge (20) tragenden Halteschenkeln (19) und einem, vorzugsweise federnd ausgebildeten, Quersteg (17) ist, der mittelbar oder unmittelbar auf den Leistungsbauteil (B) auflegbar ist.
  11. Durchlauferhitzer nach den Ansprüchen 8 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass nahe des Wasserdoms (4) am Heizmodul (M), vorzugsweise als Steckschächte (10) ausgebildete, Widerlager für die Halteschenkel (19) der Federklammer (14) angeformt sind.
  12. Durchlauferhitzer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsbauteil (B) ein Triac-Schaltglied ist.
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