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Gas-Wassererhitzer mit geschlossenem Durchlaufrohrsystem und Temperaturregler
Die Erfindung betrifft einen Gas-Wassererhitzer mit einem geschlossenen Durchlaufrohrsystem.
Bei bekannten Geräten dieser Art durchsetzt das Durchlaufrohr mit mehreren Rohrabschnitten
einen den Heizgasen ausgesetzten Lamellenblock als Wärmetauscher.
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Es ist bei Gas-Wassererhitzern an sich bekannt, im Durchlaufrohrsystern
einen Wärmefühler zur Steuerung der Gasmenge anzuordnen, um eine Temperaturregelung
in Abhängigkeit von der Einlauf-oder Auslauftemperatur zu bewirken. Bei Durchlauferhitzern,
bei denen ein sogenannter Temperaturwähler zur willkürlichen Veränderung der Auslauftemperatur
vorgesehen ist, macht jedoch eine den Heizwert und die Dichte des Gases berücksichtigende
Temperaturregelung erhebliche Schwierigkeiten, da durch den üblichen Temperaturwähler
eine veränderliche Zusatzwassermenge eingelassen und durch diese bei gegebener Wärmeleistug
des Gerätes die Auslauftemperatur beeinflußt werden soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, bei einem Gas-Wassererhitzer
durch einen in den Durchlaufweg eingebauten Thermostaten eine den Heizwert, die
Dichte des Gases und die Schwankung der Einlauftemperatur berücksichtigende Temperaturregelung
durch Veränderung der Gasmenge auch dann durchzuführen, wenn die Auslauftemperatur
in an sich bekannter Weise durch einen eine Zusatzwassermenge steuernden Temperaturwähler
einstellbar ist.
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Es ist bei Gas-Wassererhitzern mit einem geschlossenen Durchlaufrohrsystem,
bei dem das Durchlaufrohr mit mehreren Rohrabschnitten einen den Heizgasen ausgesetzten
Lamellenblock durchsetzt, bekannt, einen Wärmefühler zur Steuerung der Gasmenge
in den mittleren Rohrabschnitten des Wärmetauschers anzuordnen. Erfindungsgemäß
wird bei einem solchen Wassererhitzer eine durch einen Temperaturwähler einstellbare
Zusatzwassermenge hinter dem Wärmefühler in den Wärmetauscher eingeleitet. Bei einer
solchen Anordnung wird durch Regelung der Gaszufuhr im Mittelabschnitt des Wärmetauschers
eine konstante Wassertemperatur gehalten. Bei konstanter Einlauftemperatur ist das
gleichbedeutend mit einer Konstanthaltung der Wärmeleistung, wobei Schwankungen
des Heizwertes und der Dichte des Gases herausgeregelt werden. Das Zusatzwasser
wird bei dieser konstanten Wärmeleistung nur im Endabschnitt des Wärmetauschers
erwärmt, ohne daß es auf den Wärmefühler einen Einfluß ausüben kann. Die am Temperaturwähler
eingestellte Zusatzwassermenge bestimmt daher die Auslauftemperatur. Wenn die Einlauftemperatur
um einen bestimmten Betrag sinkt, wird durch den Regelvorgang die Wärmeleistung
des Gerätes selbsttätig erhöht, da die Temperatur im Mittelabschnitt des Wärmetauschers
gehalten wird. Die durch den Endabschnitt des Wärmetauschers strömende Wassermenge
nimmt jedoch ebenfalls Wärme auf, so daß im ganzen an das Wasser mehr Wärme abgegeben
wird, als es der gesunkenen Einlauftemperatur entspricht. Das hat zur Folge, daß
unter gleichen Bedingungen die Auslauftemperatur bei sinkender Einlauftemperatur
etwas ansteigt. Bei kälterer Jahreszeit, bei der mit verminderter Einlauftemperatur
zu rechnen ist, wird eine solche Erhöhung der Auslauftemperatur jedoch als angenehm
empfunden. Steigt jedoch bei wärmerer Jahreszeit die Einlauftemperatur, so wird
durch den Regelvorgang die Wärmeleistung des Gerätes herabgesetzt, so daß die Auslauftemperatur
zurückgeht, was ebenfalls durchaus sinnvoll ist. Durch die Regelung werden also
in einfachster Weise nicht nur die Schwankungen von Heizwert und Dichte des Gases
herausgeregelt, sondern es wird gleichzeitig ein Einfluß der Einlauftemperatur gewonnen,
der sich mit umgekehrtem Vorzeichen auf die Auslauftemperatur in sinnvoller Weise
auswirkt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme
auf die schematische Abbildung näher erläutert. -über einem Gasbrenner 1 ist ein
Heizschacht Z angeordnet, der oben durch einen als Lamellenblock ausgebildeten Wärmetauscher
3 abgeschlossen ist. Ein Durchlaufrohr 4, das um den Heizschacht 2 gewunden ist,
durchsetzt den Lamellenblock 3 mit vier Rohrabschnitten 5, 6, 7 und 8, von denen
der letzte 5 mit der von einem Zapfventil9 abgeschlossenen Zapfleitung 10 verbunden
ist. Der Deutlichkeit halber ist der als Lamellenblock ausgebildete Wärmetauscher
3
aufrecht stehend dargestellt, während er in der Praxis liegend angeordnet ist, so
daß die vier Rohrabschnitte 5 bis 8 in einer gemeinsamen waagerechten Ebene liegen.
Das Durchlaufrohrsystem 4 ist über eine Venturidüse 11 mit der unteren Membrankammer
12 einer Wassermangelsicherung 13 verbunden, von deren Membran 13' in bekannter
Weise ein Ventilverschlußkörper 14 als Wassermengenregler gesteuert wird. Von der
Membrankammer 12 ist eine durch einen Temperaturwähler 15 beherrschte Zusatzwasserleitung
16 abgezweigt, die zum Rohrabschnitt 6 des Lamellenblocks führt. Von der Wassermangelsicherung
13 wird ein nicht dargestelltes Gasventil gesteuert, das den Gasweg zum Brenner
1 freigibt, sobald ein Wasserdurchfluß durch die Venturidüse 11 stattfindet.
Das Brennergas strömt durch einen Schwimmer-Gasmengenregler 17 bekannter Bauart,
in dessen Umgehungsleitung 18 ein Regelventil 19 eingebaut ist. Der Ventilsitz 19'
des Regelventils 19 ist von außen durch eine Stellschraube 20
einstellbar.
Mit dem Regelventil 19 ist ein Ausdehnungskörper 21 verbunden, der durch eine Druckleitung
22 an einen in den Rohrabschnitt 7 eingesetzten Wärmefühler 23 angeschlossen ist.
Durch das thermostatisch gesteuerte Regelventil 19 wird die vom Gasmengenregler
17 geregelte Gasmenge immer so eingestellt, daß die Temperatur des durchlaufenden
Wassers im Rohrabschnitt 7 auf einem durch die Stellschraube 20 einstellbaren Wert
konstant gehalten wird. Nimmt man an, daß das Ventil des Temperaturwählers 15 geschlossen
ist und das beispielsweise mit 10° C durch die Venturidüse 11 einlaufende Wasser
50% der Wärme bis zum Erreichen des Wärmefühlers 23 und weitere 50 % der Wärme bis
zum Erreichen des Zapfventils 9 aufnimmt, dann regelt das Regelventil 19 eine Temperatur
im Rohrabschnitt 7 ein, die das Mittel zwischen Ein- und Auslauftemperatur ist.
Sinkt die Einlauftemperatur um 5° C auf 5° C, so wird die Wärmeleistung des Gerätes
so weit erhöht, daß im Rohrabschnitt 7 die vorher vorhandene Temperatur bleibt,
das Wasser auf seinem Wege bis zum Wärmefühler 23 also um 5° C mehr erwärmt wird
als vorher. Das hat aber zur Folge, daß das Wasser bis zum Erreichen des Zapfventils
9 um 10° C stärker erwärmt wird als vorher. Die Auslauftemperatur wird also, wenn
die Einlauftemperatur um 5° C absinkt, um 5° C höher als vorher. Entsprechende Überlegungen
lassen sich beim Ansteigen der Einlauftemperatur anstellen. Damit ergibt sich naturgemäß
eine entsprechende Verminderung der Auslauftemperatur. Das bedeutet, daß im Winter
höhere und im Sommer niedrigere Auslauftemperaturen eingeregelt werden, was in der
Praxis erwünscht ist. Durch öffnen des Ventils des Temperaturwählers 15 kann die
jeweils eingeregelte Auslauftemperatur durch die einströmende und nur in den Rohrabschnitten
5 und 6 erwärmte Zusatzwassermenge verändert werden. Da das Zusatzwasser erst hinter
dem Wärmefühler 23 zugeleitet wird, stört dieses den oben geschilderten Regelvorgang
nicht. In der Praxis ist es so eingerichtet, daß bei voll geöffnetem Ventil des
Temperaturwählers 15 die Zusatzwassermenge der durch die Venturidüse 11 einströmenden
Grundwassermenge entspricht und daß dann eine zum Brausen geeignete Auslauftemperatur
entsteht. Sinkt dann bei voll geöffnetem Ventil des Temperaturwählers 15 die Einlauftemperatur
des Wassers, dann bleibt die Auslauftemperatur konstant, da jetzt in den Rohrabschnitten
5 und 6 die doppelte Wassermenge erwärmt werden muß. Sinkende sowie steigende Einlauftemperaturen
werden daher bei geeigneter Dimensionierung der Wassermenge in vollem Umfang herausgeregelt,
was beim Brausen von großem Vorteil ist.
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Vor allem werden aber durch den Regelvorgang alle Schwankungen des
Heizwertes und der Dichte des Gases herausgeregelt, so daß das Gerät ohne weiteres
an Gasnetze angeschlossen werden kann, die mit unterschiedlichen Gasqualitäten gespeist
sind.