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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Heizkörper für einen Durchlauferhitzer sowie einen Durchlauferhitzer.
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In einem Durchlauferhitzer wird Wasser innerhalb des Heizkörpers erwärmt, so dass erwärmtes Wasser am Ausgang des Durchlauferhitzers ausgegeben werden kann. Der Heizkörper für einen Durchlauferhitzer weist einen mittleren Abschnitt, mit einer Mehrzahl von Kanalabschnitten und ein erstes und zweites Ende auf. Der erste und/oder der zweite Deckel weist Umlenkabschnitte zum Verbinden von benachbarten Kanalabschnitten auf.
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DE 196 32 459 A1 zeigt einen Heizblock für Wasserdurchlauferhitzer. Der Heizblock besteht aus einem Kunststoffgehäuse mit zwei halbschalenartigen Gehäuseteilen, in denen die Strömungskanäle des Wassers mit zueinander komplementären Teilquerschnitten eingeformt sind. Nach Einbau der Heizdrähte werden die beiden Halbschalen verschweißt.
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DE 100 63 851 A1 zeigt einen elektrischen Durchlauferhitzer sowie eine Wasserdurchflussstrecke, die in einem Körper ausgebildet ist, der die Rückwand des Durchlauferhitzers bildet. Die Wasserdurchflussstrecke weist eine Vorlaufstrecke, eine Heizstrecke mit einem Blankdraht-Heizkörper und eine Nachlaufstrecke auf. Der Körper, aus dem die Durchflussstrecke gebildet ist, weist eine Hinterplatte und eine Vorderplatte auf, in denen jeweils ein Kanal ausgebildet ist. Die Hinterplatte und die Vorderplatte werden wasserdicht zusammengesetzt.
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DE 196 51 087 C2 zeigt einen Heizblock für einen elektrischen Durchlauferhitzer. Der Heizblock besteht dabei aus zwei Gehäuseschalen, die zusammengesetzt werden, um die Wasserdurchflussstrecke auszubilden.
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Aus
DE 299 23 063 U1 ist eine Einrichtung zur Anzeige des Verkalkungszustands von Durchlauferhitzern bekannt. Der Durchlauferhitzer weist einen Kaltwassereinlaß und einen Heißwasserauslaß auf. Eine Differenzdruckmeßdose mit zwei Druckkammern und einer Membran ist zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer vorgesehen. Die erste Druckkammer ist mit dem Kaltwassereinlaß und die zweite Druckkammer mit dem Heißwasserausgang fluidleitend verbunden, wobei die mit der Druckdifferenz zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer beaufschlagte Membran mit Anzeigemitteln gekuppelt ist.
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Eine Elektrische Kaffee- oder Teemaschine gemäß
DE 28 39 295 A1 mit einem Frischwasserbehälter, einem über einem Filterbehälter mündenden Steigrohr und einem am Fuß des Steigrohrs angeordneten Durchlauferhitzer, ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Frischwasserbehälter (1) und dem Durchlauferhitzer ein Steuerventil (3), angeordnet ist, dessen öffnungsquerschnitt (11, 12) bei höherem Wasserstand im Frischwasserbehälter (1) kleiner ist als bei niedrigerem Wasserstand.
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Aus
DE 38 05 441 C2 ist ein Durchlauferhitzer mit Heizkörpern im Wasserweg und einem Temperaturfühler im Wasserablauf bekannt. Im Kaltwasserzulauf ist ein Stellventil vorgesehen, das in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einer Solltemperatur und der Isttemperatur die Wasserdurchflussmenge steuert. Hinter einem Stellventil vor den Heizkörpern zweigt eine Bypassleitung ab, die hinter den Heizkörpern und vor dem Temperaturfühler in den Wasserweg mündet. In der Bypassleitung liegt ein Differenzdruckgesteuertes Bypassventil. Dem Stellventil ist ein Durchflussmesser zugeschaltet, der an die Steuereinrichtung des Durchlauferhitzers angeschlossen ist, Die Steuereinrichtung stellt dabei das Stellventil auch in Abhängigkeit vom Kaltwasserdurchfluss so ein, dass bei eingeschalteter maximaler Heizleistung die Solltemperatur nicht unterschritten wird und sich das Stellventil bei einem Volumenstrom, bei dem nur ein Teil der Nennleistung einschaltet, voll öffnet.
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DE 83 32 914 U1 zeigt einen elektrischen Durchlauferhitzer mit einem aus Kunststoff bestehenden Kanalkörper. Der Durchlauferhitzer weist mit Drahtwendeln beheizte, senkrecht verlaufende Kanäle größeren und unbeheizten Kanäle kleineren Durchmessers auf, die über in einen Deckel und einen Boden eingeformte Ausnehmungen miteinander in Verbindung stehen. Vor einer ersten Umlenkung in einem beheizten Kanal ist ein Kegel angeordnet. Darüber hinaus sind im Boden Umlenkungen angeordnet, über die die Drahtwendeln paarweise in Verbindung stehen. Die Drahtwendeln enden im beheizten Kanal im Abstand von der Umlenkung. Die Verbindung der beiden beheizten Kanäle erfolgt dabei über einen Umlenkkörper, der in den Kanalsteg zwischen zwei beheizten Kanälen eingesetzt ist,
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Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Heizkörper für einen elektrischen Durchlauferhitzer vorzusehen, welcher bei einer kostengünstigen Herstellung eine hohe Anforderung an eine Wasserdichtigkeit erfüllt und verwechslungssicher zu montieren ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Heizkörper gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Somit wird ein Heizkörper für einen Durchlauferhitzer vorgesehen. Der Heizkörper weist einen mittleren Abschnitt sowie einen ersten und zweiten Deckel auf, welche an den beiden Enden des mittleren Abschnitts befestigt werden. Einer der Kanalabschnitte dient als Einlauf und einer der Kanalabschnitte als Auslauf. Eine Regelventileinheit ist zum Reduzieren eines Volumenstroms durch den Heizkörper vorgesehen, welche durch einen ersten Bypass mit dem Einlauf und durch einen zweiten Bypass mit dem Auslauf gekoppelt ist. Die Regelventileinheit weist eine Membran auf, die eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt, wobei der zweite Bypass in der zweiten Kammer und der erste Bypass in der ersten Kammer endet. Die Regelventileinheit ist durch einen Differenzdruck im Heizkörper zwischen dem Einlauf und dem Auslauf steuerbar und die Regelventileinheit ist dazu ausgestaltet, basierend auf dem Differenzdruck zwischen dem Einlauf und dem Auslauf den Auslauf bei Überschreiten eines Grenzwertes zu schließen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Deckel an dem ersten und zweiten Ende des mittleren Abschnitts verschweißt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die ersten und zweiten Enden des mittleren Abschnitts Nuten auf, und die Deckel weisen Vorsprünge auf, welche in die Nuten passen.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls einen elektrischen Durchlauferhitzer mit einem oben beschriebenen Heizkörper.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, einen einstückigen Heizkörper vorzusehen, welcher über zwei Deckel (oben, unten) verschlossen werden kann. Innerhalb des Heizkörpers kann beispielsweise ein Blankdraht-Heizwiderstand vorgesehen werden.
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Der erfindungsgemäße Heizkörper ist vorteilhaft, weil nunmehr lediglich die beiden Deckel mit kleinem Querschnitt an dem mittleren Abschnitt verschweißt werden müssen und nicht mehr zwei Halbschalen miteinander verschweißt werden müssen mit großem Querschnitt und entsprechend hoher Belastung der Schweißgeometrie.
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Während gemäß dem Stand der Technik eine Silikondichtung üblicherweise zwischen zwei Halbschalen gelegt wurde und die Halbschalen verschraubt wurden, muss dies gemäß der Erfindung nicht mehr erfolgen. Vielmehr erfolgt lediglich ein Verschweißen der Deckel an dem mittleren Abschnitt. Das Verschweißen kann mittels Reibschweißen oder Vibrationsschweißen erfolgen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteile und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
- 1A zeigt eine Seitenansicht eines Heizkörpers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 1B zeigt eine Draufsicht auf einen Heizkörper gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
- 1C zeigt eine Unterseite eines Deckels für den Heizkörper gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
- 1D zeigt eine Unterseite eines weiteren Deckels für den Heizkörper gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
- 2A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Endes eines Heizkörpers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 2B zeigt eine perspektivische Ansicht der Unterseite eines Deckels für den Heizkörper von 2A,
- 2C zeigt eine perspektivische Ansicht einer Unterseite eines Heizkörpers gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 2D zeigt eine perspektivische Ansicht der Unterseite eines Deckels für den Heizkörper gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Heizkörpers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
- 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Heizkörpers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
- 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Deckels für einen Heizkörper gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
- 6 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittansicht eines Heizkörpers gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel,
- 7 zeigt eine schematische Ansicht eines Durchlauferhitzers gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel, und
- 8 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Regelventils gemäß einem achten Ausführungsbeispiel.
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1A zeigt eine Draufsicht auf einen Heizkörper eines elektrischen Durchlauferhitzers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Heizkörper 10 weist einen mittleren Abschnitt 100 sowie ein erstes Ende 100a (oben) und ein zweites Ende 100b (unten) auf. Innerhalb des Heizkörpers 10 ist ein durchgehender Wasserdurchflusskanal vorgesehen.
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1B zeigt eine weitere schematische Ansicht des Heizkörpers 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In 1B ist der Heizkörper mit einem (oberen) ersten Deckel 200 und einem (unteren) zweiten Deckel 300 vorgesehen.
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1C zeigt eine Unterseite des ersten Deckels 200 des Heizkörpers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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1D zeigt eine Unterseite des zweiten Deckels 300 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Die 2A bis 2D zeigen verschiedene Ansichten eines Heizkörpers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das auf dem ersten Ausführungsbeispiel beruhen kann.
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In 2A ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Endes 100a des mittleren Abschnitts 100 des Heizkörpers 10 gezeigt. In 2B ist eine perspektivische Ansicht der Unterseite des zweiten Deckels 200 für den Heizkörper 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Heizkörper gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann auf einem Heizkörper gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel basieren. Der mittlere Abschnitt 100 des Heizkörpers 10 weist einen ersten Kanalabschnitt 101, einen zweiten Kanalabschnitt 102, einen dritten Kanalabschnitt 103, einen vierten Kanalabschnitt 104, einen fünften Kanalabschnitt 105, einen sechsten Kanalabschnitt 106, einen siebten Kanalabschnitt 107, einen achten Kanalabschnitt 108, einen neunten Kanalabschnitt 109, einen zehnten Kanalabschnitt 110 und einen elften Kanalabschnitt 111 auf. Im Bereich des zehnten Kanalabschnitts 110 kann ein Regelventil 500 vorgesehen sein, und im Bereich des ersten Kanalabschnitts 101 kann ein Rückschlagventil 600 vorgesehen sein. An dem ersten Ende 100a des mittleren Abschnitts 100 sind der erste, dritte, fünfte, siebte, neunte und elfte Kanalabschnitt 101, 103, 105, 107, 109, 111 vorgesehen. An dem ersten Ende 100a sind um die Kanalabschnitte 101 - 111 herum jeweils Nuten 101a, 103a, 105a, 107a, 109a, 111a zur Aufnahme der Vorsprünge 101b - 111b in dem Deckel 200 vorgesehen.
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An dem zweiten Ende 100b sind die zweiten, vierten, sechsten, achten und zehnten Kanalabschnitte 102 - 110 vorgesehen. An dem zweiten bis zehnten Kanalabschnitt sind jeweils Nuten 102a - 110a zur Aufnahme von Vorsprüngen 102b - 110b in dem Deckel 300 vorgesehen.
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3 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Heizkörpers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Der Heizkörper 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann auf einem der Heizkörper 10 gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel basieren. Der Heizkörper weist einen ersten bis elften Kanalabschnitt 101 - 111 auf. Der erste Kanalabschnitt 101 dient als Einlauf und der elfte Kanalabschnitt dient als Auslauf 11 des Heizkörpers. Beispielsweise in dem vierten, fünften, sechsten, siebten Kanalabschnitt können Blankdraht-Heizwiderstände 700 vorgesehen sein. Der Einlauf 101 kann unten und der Auslauf 111 kann ebenfalls unten am Gehäuse vorgesehen sein. Parallel zwischen dem Einlauf 101 und dem Auslauf 111 kann ein Regelventil 500 vorgesehen sein.
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Das Regelventil 500 kann über einen ersten Bypass 800 mit dem Einlauf 101 und über einen zweiten Bypass 900 mit dem Auslauf 111 gekoppelt sein.
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4 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Heizkörpers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Der Heizkörper 10 weist einen mittleren Abschnitt 100 sowie einen ersten Deckel 200 am ersten Ende 100a (oben) und einen zweiten Deckel 300 am zweiten Ende 100b (unten) auf. Die Deckel werden an dem mittleren Abschnitt verschweißt.
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Der Heizkörper gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel kann auf einem Heizkörper gemäß dem ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel basieren.
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In dem ersten und zweiten Deckel 200, 300 sind jeweils Umlenkeinheiten bzw. Umlenkabschnitte 210 - 240; 320 - 340 vorgesehen, wobei benachbarte Kanalabschnitte durch die Umlenkabschnitte 210 - 240; 320 - 340 miteinander verbunden werden können.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Deckels für einen Heizkörper gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Der Heizkörper 10 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel kann auf einem der Heizkörper gemäß dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel basieren. In dem Deckel 300 sind Umlenkabschnitte 320 - 340 zum Umlenken eines Wasserdurchflusses zwischen benachbarten Kanalabschnitten vorgesehen.
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Der Deckel 300 weist mehrere Anschlussbolzen 350 - 370 auf, mit welchen der Blankdrahtwiderstand kontaktiert werden kann.
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6 zeigt einen vergrößerten Abschnitt der Schnittansicht von 4. Hierbei ist insbesondere ein zweites Ende 100b des mittleren Abschnittes sowie der Deckel 300 gezeigt. In 6 ist insbesondere die Nut 102a zur Aufnahme der Vorsprünge 102b gezeigt. Die Nuten und die Vorsprünge stellen hierbei gemäß der Erfindung die Schweißstellen bzw. Schweißnaht dar. Der mittlere Abschnitt 100 kann somit mit dem ersten und zweiten Deckel 200, 300 verschweißt werden, so dass ein wasserdichter Heizkörper 10 erhalten wird.
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7 zeigt eine schematische Ansicht eines Durchlauferhitzers gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel. Der Durchlauferhitzer gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel kann auf einem Durchlauferhitzer gemäß einem ersten, zweiten, dritten, vierten, fünften oder sechsten Ausführungsbeispiel beruhen. Der Durchlauferhitzer gemäß 7 weist einen Heizblock 10 mit einem Einlauf 40 und einem Auslauf 30 auf. Parallel zu dem Heizblock 10 ist zwischen dem Einlauf 40 und dem Auslauf 30 eine Regelventileinheit 500 vorgesehen, welche durch den Bypass 900 mit dem Auslauf 30 und durch den Bypass 800 mit dem Einlauf 40 verbunden ist. In dem Einlauf 40 ist ferner ein Rückschlagventil 600 vorgesehen. Am Ausgang des Auslaufes 30 kann eine Armatur 60 vorgesehen sein. Die Regelventileinheit weist eine Membran 523 auf, welche eine erste und zweite Kammer 526, 527 unterteilt. Der Bypass 900 endet in der zweiten Kammer 527, und der Bypass 800 endet in der ersten Kammer 526. Die Membran 523 kann durch eine Feder 525 mit einer optional einstellbaren Vorspannung versehen werden. In einem Störfall kann die Regelventileinheit 500 den Auslauf 30 verschließen.
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Die Regelventileinheit gemäß 7 arbeitet mit einem Differenzdruck zwischen dem Einlauf 40 und dem Auslauf 30. Wenn die Armatur 60 geschlossen ist, dann herrscht sowohl im Einlauf 40 als auch im Auslauf 30 der gleiche Druck und die Regelventileinheit 500 befindet sich in der Neutralstellung. Wenn jedoch die Armatur geöffnet ist, dann ist der Einlauf auf Netzdruck und der Auslauf weist den Druckabfall in dem Heizblock 10 auf. Der Volumenstrom durch den Heizblock kann durch das Regelventil reduziert werden. Hierbei kann die Reduktion des Volumenstroms durch die durch die Feder 525 erzeugte Gegenkraft bestimmt werden. Wenn die Feder einstellbar ausgestaltet ist, dann kann der Volumenstrom ebenfalls einstellbar sein.
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Optional kann die Regelachse mit dem ersten und zweiten Ende 521, 524 mit einem Schalter 522 gekoppelt sein. Durch diesen Schalter kann die Regelelektronik eingeschaltet werden. Dies ist vorteilhaft, da damit kein Stand by-Energieverbrauch benötigt wird.
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Im Gegensatz zu herkömmlichen Installationsdruckwächtern kann das Regelventil gemäß 7 durch den Differenzdruck in dem Heizblock 10 gesteuert werden. Damit kann gewährleistet werden, dass das Regelventil 500 anspricht, wenn der Druck oberhalb des Maximalfließdruckes des Heizblockes 10 ist. Da der Fließdruck des Heizblocks über den größten Teil der Lebensdauer konstant ist, kann die Regelventileinheit aktiviert werden, wenn der Fließdruck auch weit oberhalb des Maximalfließdruckes ist. Es sei darauf hingewiesen, dass sich der Fließdruck erst kurz vor der vollständigen Verkalkung des Heizblockes 10 erhöht. Somit kann eine merkliche Reduzierung des Volumenstroms ein Hinweis auf eine Verkalkung des Heizblockes 10 darstellen. Zur Vermeidung dieses Effektes kann der Schließdruck ausreichend hoch ausgewählt werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Regelventileinheit 500 als Mengenregler ausgestaltet sein. Mit einer adaptierten Dimensionierung der Feder 525 sowie mit dem Vorsehen einer Blende zur Festlegung des maximalen Volumenstroms in Abhängigkeit der Leistung kann die Durchflussmenge gesteuert bzw. geregelt werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Membran einen größeren Hub auf. Damit können kleinere Fließdruckverluste realisiert werden. Ferner kann einer Verstopfung durch Kalkpartikel aufgrund der ständigen Bewegung des Stößels entgegengewirkt werden. Mit dem relativ hohen Hub und der damit verbundenen Volumenvergrößerung im Heizblock kann eine Druckschlagminderung bewirkt werden. Hiermit kann auch eine Geräuschdämpfung des Rückschlagventils ermöglicht werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann mit einem vergrößerten Hub auch eine mechanische Schaltfunktion ermöglicht werden.
