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Gasbeheizter Umlauf-Wassererhitzer für mit einer Umwälzpumpe arbeitende
Zentralheizungsanlagen
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welchemUmlaufsystem eingefügtes. Venturirohr erfolgenden Steuerdruckdifferenz-Erzeugung mit einem vor dem
Venturirohr abgezweigten und zur Wassermangelsicherung führenden Hochdruckkanal ein thermostatisch gesteuertes Drosselorgan in das Umlaufsystem zwischen dem Abgang des Hochdruckkanals und dem Ven- turirohreingang eingefügt ist. Ausserdem besteht noch die Möglichkeit, dass bei einer durch ein in das Umlaufsystem eingefügtes Venturirohr erfolgenden Steuerdruckdifferenz-Erzeugung mit einem hinter dem Venturirohr abgezweigten und zur Wassermangelsicherung führenden Hochdruckkanal ein thermostatisch gesteuertes Drosselorgan im Venturirohreingang angeordnet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass das thermostatisch gesteuerte Drosselorgan aus einer in das Umlaufsystem eingefügten zweiteiligen Dose besteht, in deren waagrechter Teilungsebene ein an sich bekanntes, thermostatisch gesteuertes Ventil mit einer federbelasteten Tellerringscheibe ein- gespannt ist, die bei Vorliegen einer einen vorherbestimmten Wert unterschreitenden Wassertemperatur mit dem am Innenrand des Einspannringes gebildeten Ventilsitz einen Ringspalt zum Durchgang einer Mindest-Wassermenge bildet.
Wenn die Drosseleinrichtung im Venturirohreingang angeordnet ist, kann das thermostatisch gesteuerte Drosselorgan durch eine Dilsennadel gebildet sein, welche im Venturirohreingang axial bewegbar ist.
Eine solche Steuerung bewirkt, dass beim Freigeben der Gaszufuhr zum Brenner der Wärmequelle und bei gleichzeitigem Vorliegen einer einen vorherbestimmten Wert unterschreitenden Wassertemperatur eine verhältnismässig geringe Wassermenge durch den Wärmetauscher des Wassererhitzers hindurchgeleitet wird. Es wird daher die Wärmeleistung des Wassererhitzers an eine wesentlich geringere Wassermenge als die normale Umlaufwassermenge abgegeben, so dass die durchlaufende Wassermenge einen
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dementsprechend auch die Lamellen des Lamellenblocks eine höhere Temperatur beibehalten, bei welcher keine oder lediglich eine geringfügige und unschädliche Schwitzwasserbildung auftreten kann. Sobald aber die Schwitzwasserbildung an den Lamellen auf einen unbedeutenden Wert vermindert ist, besteht keine Gefahr mehr für ein vorzeitiges Zusetzen des Lamellenblocks.
Mit zunehmender Erwärmung des Umlaufwassers wird die Drosselung der Umlaufwassermenge in entsprechendem Umfange herabgesetzt, indem der Thermostat in seine Offenstellung übergeht. Es können daher auch keine Siedegeräusche auftreten, wie sie bei höheren Wassertemperaturen entstehen. Dabei ergibt sich ausserdem der Vorteil, dass durch die vorgesehene Anordnung der Drosselvorrichtung bei kühlem Umlaufwasser der Strömungswiderstand erheblich vergrössert wird, so dass ein Öffnen des Gasventils auch bei geringem Wasserdruck möglich ist, wobei das Gasventil auch dann geöffnet bleibt, wenn der Strömungswiderstand der Drosselvorrichtung mit zunehmender Erwärmung des Umlaufwassers durch deren Öffnung geringer wird.
Die erfindungsgemässe Lösung des Problems erfolgt mit einfachen Mitteln, welche von sich aus kaum zu irgendwelchen Störungen führen können.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele von erfindungsgemässen Umlauf-Wassererhitzern dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 schematisch eine mit einer Umwälzpumpe arbeitende Zentralheizungs- anlage, welche als Wärmequelle einen erfindungsgemässausgebildetengasbeheiztenUmlauf-Wasserer- hitzer aufweist, Fig. 2 eine ähnliche schematische Darstellung wie die gemäss Fig. 1, ebenfalls mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer, jedoch in einer andern Ausführungsform, Fig. 3 eine weitere ähnliche Darstellung wie die gemäss Fig. 1 und 2, wieder mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer in einer weiteren Ausführungsform, Fig. 4 eine vergrösserte Darstellung der Drosseleinrichtung, wie sie bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 1 und 2 vorgesehen ist, Fig.
5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4 und Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Thermostatventil nach Linie VI-VI in Fig. 4.
Der Grundaufbau einer mit einer Umwälzpumpe arbeitenden Zentralheizungsanlage, welche als Wärmequelle einen gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer aufweist, ist bei allen Ausführungsformen gemäss den Fig. 1-3 der gleiche. Der für die Heizungsanlage schematisch dargestellte Heizkörper 10 ist mit einer Vorlaufleitung 11 und einer Rücklaufleitung 12 verbunden, welch letztere eine Abzweigung als Ausdehnungsleitung 13 zu einem nicht dargestellten Ausdehnungsgefäss hat. In die Rücklaufleitung 12 ist die Umwälzpumpe 14 eingefügt, welche das Umlaufwasser zu dem Wärmetauscher 15 des gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers fördert, aus welchem es wieder in die Vorlaufleitung 11 gelangt.
Unterhalb des Wärmetauschers 15 ist im gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer der Brenner 16 untergebracht, welcher über ein Gasventil 17 an eine Gaszuleitung 18 angeschlossen ist. Die Steuerung des Gasventil 17 erfolgt in an sich ebenfalls bekannter Weise durch eine insgesamt mit 19 bezeichnete Wassermangelsicherung, welche durch eine Membran 20 in einen Hochdruckraum 21 und in einen Niederdruckraum 22 aufgeteilt ist. Der Hochdruckraum 21 der
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Wassermangelsicherung ist durch einen Hochdruckkanal 23 mit dem Umlaufsystem verbunden, während der Niederdruckraum 22 über einen Niederdruckkanal 24 mit dem Umlaufsystem in Verbin- dung steht.
Gemäss Erfindung ist die innerhalb des Umlaufsystems befindliche Umlaufwassermenge bei Freigeben der Gaszufuhr zum Brenner 16 des Umlauf-Wassererhitzers und bei gleichzeitigem Vorliegen einer einen vorherbestimmten Wert unterschreitenden Wassertemperatur in der Weise bis zu einem Min- destmass gedrosselt, dass zunächst die Wärmeleistung des Brenners 16 an eine der Wassertemperatur entsprechende Teilwassermenge abgegeben wird, welche mit zunehmender Wassererwärmung bis auf die normale Umlaufwassermenge vergrössert wird. Die Drosselung wird dabei durch eine thermostatisch ge- steuerte Querschnittsveränderung vorgenommen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Wärmequelle, welcher mit einer Wassermangelsicherung aus- gerüstet ist, wird die Drosselung im Bereich des zur Steuerdruckdifferenz-Erzeugung der Wassermangel- sicherung dienenden Umlaufweges vorgenommen.
Diese Drosselung kann je nach der Art der Steuerdruckdifferenz-Erzeugung an unterschiedlichen
Stellen des Umlaufsystems vorgenommen werden. Fig. 1 zeigt bei einer durch den Wärmetauscher 15 des Wassererhitzers erfolgenden Steuerdruckdifferenz-Erzeugung eine thermostatisch gesteuerte Drosseleinrichtung 25, welche in den Umlaufweg zwischen den Abgängen der Kanäle 23 und 24 eingefügt ist, durch welche die Druckräume 21 und 22 der Wassermangelsicherung 19 an das Umlaufsystem angeschlossen sind. Die dargestellte Anordnung der Drosseleinrichtung 25 kurz vor der Abzweigung des Niederdruckkanals 24 stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar. Die Drosseleinrichtung könnte aber auch an einer andern Stelle zwischen den Abgängen der Kanäle 23 und 24 in das Umlaufsystem eingefügt sein.
Gemäss Fig. 2 findet die Steuerdruckdifferenz-Erzeugung durch ein in das Umlaufsystem eingefügtes Venturirohr 226 statt, u. zw. ist dabei der Hochdruckkanal 223 vor dem Venturirohr 226 abgezweigt, und eine thermostatisch gesteuerte Drosseleinrichtung 225, welche die gleiche Ausbildung wie die Drosseleinrichtung 25 gemäss Fig. 1 aufweist, ist in das Umlaufsystem zwischen dem Abgang des Hochdruckkanals 223 und dem Eingang des Venturirohres 226 eingefügt.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 wird die Steuerdruckdifferenz ebenfalls durch ein in das Umlaufsystem eingefügtes Venturirohr 326 erzeugt, jedoch ist in diesem Falle der Hochdruckkanal 323 hinter dem Venturirohr 326 abgezweigt, und eine thermostatisch gesteuerte Drosseleinrichtung 327 ist im Eingang des Venturirohres 326 angeordnet. Dieses Drosselorgan 327 ist durch eine Düsennadel gebildet, welche im Eingang des Venturirohres 326 in axialer Richtung bewegbar ist, so dass auf diese Weise eine Querschnittsveränderung im Umlaufweg gebildet ist. Die Beeinflussung des Drosselorgans 327 kann in an sich bekannter Weise beispielsweise von einem Thermostatfühler aus gesteuert werden.
Bei denAusführungsformen gemäss denFig. 1 und 2 besteht die thermostatisch gesteuerteDrosseleinrichtung 25 bzw. 225 aus einer in das Umlaufsystem eingefügten Dose, welche in Fig. 4 insgesamt mit 30 bezeichnet und aus einem Oberteil 31 und einem Unterteil 32 gebildet ist. Der Oberteil 31 und der Unterteil 32 sind in einer waagrechten Teilungsebene 33 zusammengefügt und zugleich ist in dieser ein an sich bekanntes thermostatisch gesteuertes Ventil 34 eingespannt, welches eine durch eine Feder 35 belastete Tellerringscheibe 36 aufweist, die bei Vorliegen einer einen vorherbestimmten Wert unterschreitenden Wassertemperatur gegenüber dem am Innenrand des Einspannringes 37 gebildeten Ventilsitz 38 einen Ringspalt 39 zum Durchgang einer Mindest-Wassermenge bildet, wie es insbesondere Fig. 6 veranschaulicht.
Der den Ventilsitz 38 bildende Einspannring 37 ist mit einem unteren Bügel 40 und einem oberen Bügel 41 verbunden, zwischen welchen die Führung der Tellerringscheibe 36 dadurch erfolgt, dass in der Mitte des unteren Bügels 40 ein Führungsstift 42 befestigt ist, auf welchem das untere Ende einer Büchse 43 gleiten kann. An der Büchse 43 ist eine Schulter 44 gebildet, auf welcher die Tellerringscheibe 36 mit ihrem Innenrand aufliegt. Die Büchse 43 ist nach oben so weit verlängert, dass sie mit ihrem oberen Ende durch das Zentrum des oberen Bügels 41 hindurchreicht. Das untere Ende der Büchse 43 ist durch eine Dichtung 45 gegenüber dem Führungsstift 42 abgedichtet, während der verbleibende Hohlraum innerhalb der Büchse 43 von der Abdichtung 45 bis zum oberen Ende der Büchse 43 mit einem Dehnstoff 46 ausgefüllt ist.
Der Dehnstoff 46 ist auf einen vorherbestimmten Wärmewert eingestellt, so dass die Tellerringscheibe 36 in ihrer in Fig. 6 dargestellten Ruhelage so lange verbleibt, bis das ankommende Wasser eine höhere Temperatur als den Wärmewert des Dehnstoffes 46 aufweist. Erst dann beginnt der Dehnstoff 46 sich langsam auszudehnen, so dass ein Bewegen der
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Gas-heated circulation water heater for working with a circulation pump
Central heating systems
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which circulation system inserted. Venturi tube taking place control pressure difference generation with a before
Venturi tube branched off and leading to the water shortage safety high pressure channel a thermostatically controlled throttle element is inserted into the circulation system between the outlet of the high pressure channel and the venturi tube inlet. In addition, there is also the possibility that a thermostatically controlled throttle element is arranged in the venturi inlet when a control pressure difference is generated by a venturi inserted into the circulation system with a high pressure channel branching off behind the venturi and leading to the water shortage protection.
A preferred embodiment consists in that the thermostatically controlled throttle element consists of a two-part box inserted into the circulation system, in the horizontal dividing plane of which a known, thermostatically controlled valve with a spring-loaded ring washer is clamped, which when a value falls below a predetermined value is present Water temperature with the valve seat formed on the inner edge of the clamping ring forms an annular gap for the passage of a minimum amount of water.
If the throttle device is arranged in the Venturi tube inlet, the thermostatically controlled throttle element can be formed by a valve needle which is axially movable in the Venturi tube inlet.
Such a control has the effect that when the gas supply to the burner of the heat source is released and the water temperature is below a predetermined value at the same time, a relatively small amount of water is passed through the heat exchanger of the water heater. The heat output of the water heater is therefore delivered to a significantly smaller amount of water than the normal amount of circulating water, so that the amount of water flowing through is one
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accordingly, the lamellas of the lamellar block also maintain a higher temperature at which no or only a slight and harmless formation of condensation can occur. However, as soon as the condensation on the slats is reduced to an insignificant value, there is no longer any risk of premature clogging of the slat block.
With increasing heating of the circulating water, the throttling of the circulating water amount is reduced to a corresponding extent, in that the thermostat changes to its open position. This means that no boiling noises can occur, such as those that occur at higher water temperatures. This also has the advantage that the intended arrangement of the throttle device significantly increases the flow resistance when the circulating water is cool, so that the gas valve can also be opened at low water pressure, with the gas valve remaining open even if the flow resistance of the throttle device is also present increasing heating of the circulating water by opening it becomes less.
The solution to the problem according to the invention takes place with simple means which by themselves can hardly lead to any disturbances.
In the drawings, several exemplary embodiments of circulation water heaters according to the invention are shown. 1 schematically shows a central heating system working with a circulating pump, which has a gas-heated circulating water heater designed according to the invention as a heat source, FIG. 2 shows a schematic representation similar to that according to FIG. 1, but also with a gas-heated circulating water heater In another embodiment, FIG. 3 shows a further illustration similar to that according to FIGS. 1 and 2, again with a gas-heated circulation water heater in a further embodiment, FIG. 4 shows an enlarged illustration of the throttle device as it is in the embodiments according to FIG. 1 and 2 is provided, Fig.
5 shows a section along line V-V in FIG. 4 and FIG. 6 shows a longitudinal section through the thermostatic valve along line VI-VI in FIG. 4.
The basic structure of a central heating system working with a circulating pump, which has a gas-heated circulating water heater as a heat source, is the same in all the embodiments according to FIGS. 1-3. The heater 10 shown schematically for the heating system is connected to a flow line 11 and a return line 12, the latter having a branch as an expansion line 13 to an expansion vessel, not shown. The circulating pump 14 is inserted into the return line 12 and conveys the circulating water to the heat exchanger 15 of the gas-heated circulating water heater, from which it returns to the flow line 11.
The burner 16, which is connected to a gas supply line 18 via a gas valve 17, is accommodated below the heat exchanger 15 in the gas-heated circulation water heater. The gas valve 17 is controlled in a manner which is also known per se by means of a water shortage safety device designated as a whole by 19, which is divided by a membrane 20 into a high pressure chamber 21 and a low pressure chamber 22. The high pressure chamber 21 of the
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Insufficient water protection is connected to the circulation system by a high pressure channel 23, while the low pressure space 22 is connected to the circulation system via a low pressure channel 24.
According to the invention, the amount of circulating water within the circulating system is throttled to a minimum when the gas supply to the burner 16 of the circulating water heater is released and when the water temperature is below a predetermined value, so that the heat output of the burner 16 is initially reduced to a The partial water quantity corresponding to the water temperature is released, which is increased with increasing water heating up to the normal circulating water quantity. The throttling is carried out by means of a thermostatically controlled change in cross section.
In the illustrated embodiment with a gas-heated circulating water heater as the heat source, which is equipped with a low-water safety device, the throttling is carried out in the area of the circulation path used to generate the control pressure difference of the low-water safety device.
This throttling can vary depending on the type of control pressure difference generation
Make the circulation system are made. Fig. 1 shows a thermostatically controlled throttle device 25, which is inserted into the circulation path between the outlets of the channels 23 and 24, through which the pressure chambers 21 and 22 of the water shortage protection 19 to the circulation system, when the control pressure difference is generated by the heat exchanger 15 of the water heater are connected. The illustrated arrangement of the throttle device 25 shortly before the branching off of the low-pressure channel 24 represents a preferred embodiment. The throttle device could, however, also be inserted at another point between the outlets of the channels 23 and 24 in the circulation system.
According to FIG. 2, the control pressure difference is generated by a Venturi tube 226 inserted into the circulation system, u. between the high pressure channel 223 is branched off in front of the venturi tube 226, and a thermostatically controlled throttle device 225, which has the same design as the throttle device 25 according to FIG. 1, is in the circulation system between the outlet of the high pressure channel 223 and the inlet of the venturi tube 226 inserted.
In the embodiment according to FIG. 3, the control pressure difference is also generated by a venturi 326 inserted into the circulation system, but in this case the high pressure channel 323 is branched off behind the venturi 326, and a thermostatically controlled throttle device 327 is arranged in the inlet of the venturi 326. This throttle element 327 is formed by a nozzle needle which can be moved in the axial direction in the inlet of the Venturi tube 326, so that in this way a change in cross section is formed in the circulation path. The influencing of the throttle element 327 can be controlled in a manner known per se, for example from a thermostat sensor.
With the embodiments according to Figs. 1 and 2, the thermostatically controlled throttle device 25 and 225, respectively, consists of a can inserted into the circulation system, which is designated as a whole by 30 in FIG. 4 and is formed from an upper part 31 and a lower part 32. The upper part 31 and the lower part 32 are joined together in a horizontal dividing plane 33 and at the same time a thermostatically controlled valve 34, known per se, is clamped in this, which has a ring washer 36 loaded by a spring 35 which, when the water temperature falls below a predetermined value, is opposite the valve seat 38 formed on the inner edge of the clamping ring 37 forms an annular gap 39 for the passage of a minimum amount of water, as illustrated in particular in FIG.
The clamping ring 37 forming the valve seat 38 is connected to a lower bracket 40 and an upper bracket 41, between which the cup ring disk 36 is guided in that a guide pin 42 is attached in the middle of the lower bracket 40, on which the lower end of a Can slide 43 sleeve. A shoulder 44 is formed on the sleeve 43, on which the cup ring disk 36 rests with its inner edge. The sleeve 43 is extended upward so far that its upper end extends through the center of the upper bracket 41. The lower end of the sleeve 43 is sealed by a seal 45 relative to the guide pin 42, while the remaining cavity within the sleeve 43 from the seal 45 to the upper end of the sleeve 43 is filled with an expansion material 46.
The expansion material 46 is set to a predetermined heat value, so that the cup ring disk 36 remains in its rest position shown in FIG. 6 until the incoming water has a higher temperature than the heat value of the expansion material 46. Only then does the expansion material begin to expand slowly, so that the movement of the
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