DE1270769B - Gasbeheizter Umlauf-Wassererhitzer fuer eine mit einer Umwaelzpumpe arbeitende Sammelheizungsanlage - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F24h

Deutsche Kl.: 36 c -10/08

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

P 12 70 769.6-16 1. August 1963 20. Juni 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer für eine mit einer Umwälzpumpe arbeitende Sammelheizungsanlage, bei welchem die Gaszufuhr zum Brenner des Wassererhitzers in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckraum und dem Hochdruckraum einer Wassermangelsicherung, deren Druckräume durch je eine Verbindungsleitung an die Umlaufleitung angeschlossen sind, und die zu erwärmende Wassermenge durch eine temperaturempfindliche Drosselvorrichtung, welche in die Umlaufleitung eingeschaltet ist und welche bei Überschreiten einer vorbestimmten Vorlauftemperatur voll öffnet, gesteuert wird.

Bei derartigen Umlauf-Wassererhitzern setzt sich nach gewisser Betriebszeit der von der Wasserrohrschlange durchsetzte Lamellenblock des am oberen Ende der Verbrennungskammer angebrachten Wärmetauschers verhältnismäßig schnell zu. Die Ur-

Gasbeheizter Umlauf-Wassererhitzer für eine mit einer Umwälzpumpe arbeitende Sammelheizungsanlage

Anmelder:

Junkers & Co. G. m. b. H.,

7314 Wernau, Junkersstr. 20-24

Als Erfinder benannt:
Heinz van Lier, 4805 Brake

steuert. Dabei ist eine Mindest-Durchflußmenge durch den Wassererhitzer sichergestellt, wenn die Drosselvorrichtung vom Thermostaten aus in der Geschlossenstellung gehalten ist. Diese Anordnung ist

sache hierfür liegt darin, daß derartige Heizungs- 20 verhältnismäßig aufwendig ausgebildet, so daß sie anlagen meist mittels einer intermittierend laufenden kostspielig und in der Steuerung kompliziert ist.
Umwälzpumpe betrieben werden, welche beim In- Aufgabe der Erfindung ist es, an einem Umlaufgangsetzen, z. B. durch einen von einem Raumthermo- Wassererhitzer für eine Sammelheizungsanlage eine staten abgegebenen Impuls, Wasser von verhältnis- Steuerung zu schaffen, welche die bekannten Übelmäßig tiefer Temperatur fördert, welches in die Rohr- 25 stände mit einfachen Mitteln vermeidet,
schlange des Wärmetauschers gelangt. Da die Förder- Diese Aufgabe wird an einem Umlauf-Wassermenge der Umwälzpumpe für die betreffende Hei- erhitzer der eingangs angeführten Art gemäß der Erzungsanlage und damit die durch den Wassererhitzer findung dadurch gelöst, daß sich die Drosselvorrichhindurchfließende zu erwärmende Wassermenge fest- tung im Vorlauf, in Strömungsrichtung des Umlaufgelegt ist, dauert es nach dem Einschalten der Um- 30 wassers gesehen, vor der Einmündung der nieder-

wälzpumpe verhältnismäßig lange, bis das Umlaufwasser seine Betriebstemperatur erreicht, so daß sich an den Lamellen des Lamellenblocks Schwitzwasser bilden kann, welches das Zusetzen des Lamellenblocks begünstigt.

Zur Vermeidung dieses Übelstandes ist es bekannt, dem Rücklaufwasser warmes Vorlaufwasser so lange beizumischen, bis die Wassertemperatur einen Wert erreicht, bei welchem die Gefahr der Schwitzwasser-

druckseitigen Verbindungsleitung und hinter der Einmündung der hochdruckseitigen Verbindungsleitung befindet.

Durch diese Anordnung wird beim Freigeben der Gaszufuhr zum Brenner des Wassererhitzers und bei gleichzeitigem Vorliegen einer einen vorherbestimmten Wert unterschreitenden Wassertemperatur eine verhältnismäßig geringe Wassermenge durch den Wärmetauscher des Wassererhitzers hindurchgeleitet.

bildung an den Lamellen kaum noch zu befürchten 40 Es wird daher die Wärmeleistung des Wassererhitzers ist. Diese Maßnahme erfordert aber eine ziemlich an eine wesentlich geringere Wassermenge als die norkomplizierte Steuerung des Wasserstromes, welche male Umlaufwassermenge abgegeben, so daß die wiederum zu unerwünschten Störungen führen kann. durchlaufende Wassermenge einen verhältnismäßig Ferner ist es bei einem als zusätzlichen Erhitzer im raschen Temperaturanstieg aufweist. Dadurch können Wasserkreislauf eines Wasserversorgungssystems vor- 45 auch die Lamellen des Lamellenblocks eine höhere gesehenen Wassererhitzer bekannt, eine Mengensteue- Temperatur beibehalten, bei welcher keine oder ledigrung des Wasserstromes vorzunehmen, um die Wassertemperatur über einen bestimmten Kleinstwert zu
halten. Diese Maßnahme wird durch mindestens einen
vom erhitzten Wasser beaufschlagten Thermostaten 50
erreicht, welcher eine den Wassereintritt in den

Wassererhitzer beherrschende Drosselvorrichtung

lieh eine geringfügige und unschädliche Schwitzwasserbildung auftritt. 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

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Drosselung der Umlaufwassermenge in entsprechendem Umfang herabgesetzt, indem der Thermostat in seine Offenstellung übergeht. Es können daher auch keine Siedegeräusche auftreten, wie sie bei höheren Wassertemperaturen entstehen. . .

Eine Ausführungsmöglichkeit kann gemäß der Erfindung darin bestehen, daß bei einer durch den Strömungswiderstand des Wärmetauschers des Wassererhitzers erfolgenden Steuerdruckdifferenzerzeugung

rung 18 angeschlossen ist. Die Steuerung des Gas-Sicherheitsventils 17 erfolgt in an sich ebenfalls bekannter Weise durch eine allgemein mit 19 bezeichnete Wassermangelsicherung, welche durch eine Membran 20 in einen Hochdruckraum 21 und in einen Niederdruckraum 22 aufgeteilt ist. Der Hochdruckraum 21 der Wassermangelsicherung ist durch eine hochdruckseitige Verbindungsleitung 23 mit der Umlaufleitung verbunden, während der Niederdruckraum

die thermostatisch gesteuerte Drosselvorrichtung in io 22 über eine niederdruckseitige Verbindungsleitung

den Umlaufweg zwischen den Abgängen der zu den Druckräumen der Wassermangelsicherung führenden Verbindungsleitungen eingefügt ist. Bei einer anderen Ausbildung des Wassererhitzers kann aber auch vor-

24 mit der Umlaufleitung in Verbindung steht.

Gemäß der Erfindung ist die innerhalb des Umlaufweges befindliche Umlaufwassermenge bei Freigeben der Gaszufuhr zum Brenner 16 des Umlauf-Wasser

gesehen sein, daß bei einer durch ein in den Umlauf- 15 erhitzers und bei gleichzeitigem Vorliegen einer einen weg eingefügtes Venturirohr erfolgenden Steuerdruck- vorherbestimmten Wert unterschreitenden Wasserdifferenzerzeugung mit einer vor dem Venturirohr temperatur in der Weise bis zu einem Mindestmaß abgezweigten und zum Hochdruckraum der Wasser- gedrosselt, so daß zunächst die Wärmeleitung des mangelsicherung führenden Verbindungsleitung die Brenners 16 an eine der Wassertemperatur entsprethermostatisch gesteuerte Drosselvorrichtung in den 20 chende Teilwassermenge abgegeben wird, welche mit

zunehmender Wassererwärmung bis auf die normale Umlaufwassermenge vergrößert wird. Dabei wird die Drosselung durch eine thermostatisch gesteuerte Querschnittsveränderung vorgenommen. Bei dem dar-

Wassermangelsicherung ausgerüsteten, gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Wärmequelle ist die Drosselvorrichtung im Bereich des zur Steuerdruckdifferenzerzeugung der Wassermangelsicherung dienenden

Lösung des Problems erfolgt mit einfachen Mitteln, welche von sich aus kaum zu irgendwelchen Störungen führen können.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 stellt schematisch eine mit einer Umwälz-

Umlaufweg zwischen dem Abgang der zum Hochdruckraum führenden Verbindungsleitung und dem Venturirohr eingefügt ist.

Bei dieser Anordnung ergibt sich außerdem der

Vorteil, daß bei kühlem Umlauf wasser der Strömungs- 25 gestellten Ausfuhrungsbeispiel mit einem mit einer widerstand durch die Drosselvorrichtung 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 zu- 30 Umlaufweges angeordnet, nehmender Erwärmung des Umlaufwassers durch Diese Drosselvorrichtung kann je nach der Art der

deren Öffnung geringer wird. Die erfindungsgemäße Steuerdruckdifferenzerzeugung an unterschiedlichen

Stellen des Umlaufweges angeordnet sein. Fig. 1 zeigt bei einer durch den Strömungswiderstand des Wärmetauschers 15 des Wassererhitzers erfolgenden Steuerdruckdifferenzerzeugung die thermostatisch gesteuerte Drosselvorrichtung 25, welche in den Umlaufweg zwischen den Abgängen der zu den Druckräumen 21 und 22 der Wassermangelsicherung 19

pumpe arbeitende Sammelheizungsanlage dar, weiche 40 führenden Verbindungsleitungen 23 und 24 eingefügt als Wärmequelle einen erfindungsgemäß ausgebilde- ist. Die dargestellte Anordnung der Drosselvorrichten gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer aufweist;

F i g. 2 zeigt die gleiche Sammelheizungsanlage wie die gemäß F i g. 1, jedoch mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer in einer anderen Ausführungsform;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Darstellung der Drosselvorrichtung, wie sie bei den Ausführungsformen gemäß F i g. 1 und 2 vorgesehen ist;

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch das Thermostat- 50 steuerte Drosselvorrichtung 225, welche die gleiche ventil nach der Linie IV-IV der Fig. 3. Ausbildung wie die Drosselvorrichtung 25 gemäß

Der Grundaufbau einer mit einer Umwälzpumpe arbeitenden Sammelheizungsanlage, welche als Wärmequelle einen gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer aufweist, ist bei den Ausführungsformen ge- 55 gefügt.

maß Fig. 1 und 2 der gleiche. Ein für die Heizungs- Die thermostatisch gesteuerte Drosselvorrichtung

anlage schematisch dargestellter Heizkörper 10 ist mit 25 bzw. 225 gemäß F i g. 1 und 2 besteht aus einer in einer Vorlaufleitung 11 und einer Rücklaufleitung 12 den Umlaufweg eingefügten Dose, weiche in Fig. 3 verbunden, welch letztere einen Abzweig als Aus- allgemein mit 30 bezeichnet und aus einem Oberteil dehnungsleitung 13 zu einem nicht dargestellten Aus- 60 31 und einem Unterteil 32 gebildet ist. Das Oberteil dehnungsgefäß hat. In die Rücklaufleitung 12 ist eine 31 und das Unterteil 32 sind in einer waagerechten Umwälzpumpe 14 eingefügt, welche das Umlauf- Teilungsebene 33 zusammengefügt, und zugleich ist wasser zu dem Wärmetauscher 15 des gasbeheizten in dieser ein an sich bekanntes thermostatisch geUmlauf-Wassererhitzers fördert, aus welchem es wie- steuertes Ventil 34 eingespannt, welches eine durch der in die Vorlaufleitung 11 gelangt. Unterhalb des 6g eine Feder 35 belastete Tellerringscheibe 36 aufweist,

45

tung 25 kurz vor dem Abzweig der niederdruckseitigen Verbindungsleitung 24 stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar.

Gemäß Fig. 2 findet die Steuerdruckdifferenzerzeugung durch ein in den Umlaufweg eingefügtes Venturirohr 226 statt, und zwar ist dabei die hochdruckseitige Verbindungsleitung 223 vor dem Venturirohr 226 abgezweigt, und die thermostatisch ge-

F i g. 1 aufweist, ist in den Umlaufweg zwischen dem Abgang der zum Hochdruckraum 21 führenden Verbindungsleitung 223 und dem Venturirohr 226 ein

Wärmetauschers 15 ist im gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer ein Brenner 16 untergebracht, welcher über ein Gas-Sicherheitsventil 17 an eine Gaszulei-

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 Mindestwassermenge bildet, wobei die Führung der Tellerringscheibe 36 durch einen mit einer Büchse 43 zusammenwirkenden Führungsstift 42 erfolgt, wie es insbesondere die F i g. 4 veranschaulicht. 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 F i g. 4 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 Tellerringscheibe 36 beginnt, welches aber zunächst keine Veränderung des Ringspaltes 39 ergibt. Erst bei der weiteren Bewegung und dem damit verbundenen Entfernen der Tellerringscheibe 36 vom Ventilsitz 38 wird ein größerer Durchflußquerschnitt für das Umlaufwasser freigegeben. Das bedeutet also, daß in der Ruhestellung der Tellerringscheibe 36 nur eine geringe Teilwassermenge durch den Ringspalt 39 des thermostatisch gesteuerten Ventils 34 hindurchfließen kann, so daß dementsprechend diese Teilwassermenge die gesamte Wärmeleistung des Brenners 16 aufnimmt. Erst nach dem Erreichen der vorherbestimmten Temperatur beginnt das thermostatisch gesteuerte Ventil 34 mit seinem öffnen, welches so lange fortgesetzt wird, bis die normale Umlaufwassermenge hindurchfließt.

Der Ringspalt 39 sowie der Dehnstoff 46 können an die jeweils auftretenden Verhältnisse einer Zentralheizungsanlage in der Weise angepaßt werden, daß bei Freigeben der Gaszufuhr zum Brenner 16 des Wassererhitzers und bei gleichzeitigem Vorliegen einer einen vorherbestimmten Wert unterschreitenden Wassertemperatur eine solche Drosselung der Umlaufwassermenge stattfindet, daß am Lamellenblock des Wärmetauschers des Wassererhitzers keine oder nur unwesentliche Schwitzwasserbildung eintreten kann.

Die über den Inhalt der Ansprüche hinausgehenden Teile der Beschreibung und der Zeichnungen dienen nur zur Erläuterung und sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gasbeheizter Umlauf-Wassererhitzer für eine mit einer Umwälzpumpe arbeitende Sammelheizungsanlage, bei welchem die Gaszufuhr zum Brenner des Wassererhitzers in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckraum und dem Hochdruckraum einer Wassermangelsicherung, deren Druckräume durch je eine Verbindungsleitung an die Umlaufleitung angeschlossen sind, und die zu erwärmende Wassermenge durch eine temperaturempfindliche Drosselvorrichtung, welche in die Umlaufleitung eingeschaltet ist und welche bei Überschreiten einer vorbestimmten Vorlauftemperatur voll öffnet, gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drosselvorrichtung (25, 225) im Vorlauf, in Strömungsrichtung des Umlaufwassers gesehen, vor der Einmündung der niederdruckseitigen Verbindungsleitung (24) und hinter der Einmündung der hochdruckseitigen Verbindungsleitung (23, 223) befindet.

2. Wassererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer durch den Strömungswiderstand des Wärmetauschers (15) des Wassererhitzers erfolgenden Steuerdruckdifferenzerzeugung die thermostatisch gesteuerte Drosselvorrichtung (25) in den Umlaufweg zwischen den Abgängen der zu den Druckräumen (21, 22) der Wassermangelsicherung (19) führenden Verbindungsleitungen (23, 24) eingefügt ist.

3. Wassererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer durch ein in den Umlaufweg eingefügtes Venturirohr (226) erfolgenden Steuerdruckdifferenzerzeugung mit einem vor dem Venturirohr (226) abgezweigten und zum Hochdruckraum (21) der Wassermangelsicherung (19) führenden Verbindungsleitung (223) die thermostatisch gesteuerte Drosselvorrichtung (225) in den Umlaufweg zwischen dem Abgang der zum Hochdruckraum (21) führenden Verbindungsleitung (223) und dem Venturirohr (226) eingefügt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 614197;
Zeitschrift »Sanitäre Technik«, 1959, H. 10, S. 397; Zeitschrift »IKZ«, 1961, H. 13, S. 695,
und H. 20, S. 1197.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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