DE1679354C3 - Dreiwegeventil für einen gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch betätigbare? Dreiwegeventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem derartigen Ventil, wie es nach der AT-AS A 3 993/65 bekannt ist, steht zur Betätigung des Ventils praktisch nur der durchflußabhängige Druckabfall am gasbeheizten Wärmetauscher zur Verfügung. Der Membranschalter ist außerdem getrennt vom Ventilgehäuse ausgeführt, so daß sein Schaltstößel abgedichtet durch die Gehäusebohrungen hindurchgeführt werden muß. Dabei tritt Reibung auf, welche die Ansprechempfindlichkeit des Ventils nachteilig beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dreiwegeventil der in Rede stehenden Gattung zu schaffen, das einen einfachen Aufbau hat und sicher anspricht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch diese Merkmale wird erreicht, daß zur Einleitung eines Schaltvorganges des Membranschalters annähernd das gesamte Druckgefälle zwischen der Druckseite und der Saugseite der Rücklaufleitung zur Verfügung steht. Außerdem entfallen die abzudichtenden Gehäusedurchführungen des Stößels und auch eine Leitung zur standigen Verbindung der zweiten Druckkammer des Membranschalters mit der Vorlaufleitung wird gespart.

Der Gegenstand der Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben, welche schematisch einen gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer der eingangs angeführten Art mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Dreiwegeventil zeigt.
Der gasbeheizte Umlauf-Wassererhitzer weist einen

ίο als Wärmetauscher dienenden Lamellenblock 10 und einen Brenner 11 auf, dessen Flammen das durch eine den Lamellenblock 10 durchsetzende Rohrschlange hindurchfließende Umlaufwasser erhitzen. Die Gaszufuhr zum Brenner 11 erfolgt von einer Gaszufuhrleitung 12 aus, in welche ein Gas-Absperrventil 13 eingesetzt ist, über ein Gas-Sicherheitsventil 14 und einen nicht dargestellten Gasmengenregler. Das Gas-Sicherheitsventil 14 wird von einer allgemein mit der Bezugsziffer 15 bezeichneten Wassermangelsicherung aus gesteuert, welche eine Hochdruckkammer 16 und eine Niederdruckkammer 17 aufweist, welche über einen Hochdruckkanal 18 bzw. einen Niederdruckkanal 19 an den Umlaufwa^serweg angeschlossen sind.
Das im Lamellenblock 10 erhitzte Wasser gelangt

2^ri über eine Vorlaufleitung 20 zu einer Abzweigstelle, an welcher ein allgemein mit der Bezugsziffer 21 bezeichnetes Dreiwegeventil angeordnet ist. Abhängig von der Stellung des Ventilgliedes 211 des Dreiwegeventils 21 gelangt das durch die Vorlaufleitung 20

jo fließende erhitzte Umlaufwasser entweder über eine Vorlaufzweigleitung 22 zu den schematisch angedeuteten Heizkörpern 23 der Zentralheizungsanlage oder über eine Durchlaufzweigleitung 24 in einen Wärmetauscher 25 für das Bereiten von warmem Brauchwasser.

J5 Der Brauchwasser-Wärmetauscher 25 kann als Durchlauf-Wärmetauscher ohne Wärmevorrat oder mit Wärmevorrat ausgebildet sein. Von den Heizkörpern 23 der Zentralheizungsanlage führt eine Rücklaufzweigleitung 26 bis zu einer Vereinigungsstelle 27 mit einer von dem Brauchwasser-Wärmetauscher 25 kommenden Durchlaufzweigleitung 28. Von der Vereinigungsstelle 27 an bilden die beiden Leitungen 26 und 28 eine Rücklaufhauptleitung 29, welche das Umlaufwasser über einen Luftabscheider 30, an welchen ein Ausdeh-

■>5 nungsgefäß 31 angeschlossen ist, und über eine Umwälzpumpe 32 zurück in den Lamellenblock 10 des gasbeheizten Wassererhitzers führt. Zwischen dem Vorlauf und dem Rücklauf des Wassererhitzers ist außerdem eine Beimischleitung 33 zum Zuführen von warmem Vorlaufwasser in die Rücklaufleitung unter Umgehung der Heizkörper 23 der Zentralheizungsanlage vorgesehen. Über diese Beimischleitung 33 kann zu Beginn des Betriebs des gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzers warmes Vorlaufwasser so lange dem Rücklaufwasser zugeführt werden, bis die Wassertemperatur in der Rücklaufleitung 29 einen Wert erreicht hat, welcher keine Abkühlung des Lamellenblocks 10 unter den Taupunkt der Verbrennungsgase bewirken kann, so daß am Lamellenblock 10 eine die Erzeugung von Korrosion und ein Verstopfen bewirkende Schwitzwasserbildung verhindert wird. Gesteuert wird diese Beimischleitung 33 mittels eines in Umlaufrichtung hinter dem Dreiwegeventil 21 angeordneten, thermostatisch betätigten Umsteuerventils 34, welches auch an

h^r> der Mündungsstelle der Beimischleitung 33 in die i<ücklaufleitung 26 angeordnet sein könnte.

Das aus einer Kaltwasserzuleitung 35 ankommende und in dem Brauchwasser-Wärmetauscher 25 zu

erwärmende Brauchwasser fließt innerhalb einer Rohrschlange 36 durch den Wärmetauscher 25 hindurch zu einem Zapfventil 37.

Das Dreiwegeventil 21, welches das durch die Vorlaufleitung 20 ankommende erhitzte Umlaufwasser entweder in die Vorlaufzweigleitung 22 zu den Heizkörpern 23 oder in die Durchlaufzweigleitung 24 zum Brauchwasser-Wärmetauscher 25 umleitet, ist hydraulisch, und zwar jeweils unter dem Einfluß einer Druckdifferenz im Umlaufwassersystem gesteuert Zu diesem Zweck ist das Dreiwegeventil 21 mit einem allgemein mit der Bezugsziffer 40 bezeichneten Membranschalter verbunden, welcher zusammen mit dem Dreiwegeventil 21 eine Baueinheit bildet Der Membranschalter 40 weist eine erste Druckkammer 401 und eine zweite Druckkammer 402 auf, welche innerhalb des Gehäuses des Membranschalters 40 durch eine Membran 403 voneinander getrennt sind. Die Membran 403 ist über einen Schaltstift 4Cl mit dem Ventilglied 211 des Dreiwegeventils 21 verbunden, welches unter dem Einfluß einer Ventilfeder 212 steht In Abhängigkeit von der Lage der Membran 403 wirkt das Ventilglied 211 entweder mit einem ersten Ventilsitz 213, welcher an der einzigen Trennwand 405 zwischen der zweiten Druckkammer 402 des Membranschalters 40 und dem Dreiwegeventil 21 gebildet ist, oder mit einem zweiten Ventilsitz 214 innerhalb des Gehäuses des Dreiwegeventils 21 zusammen, wobei der erste Ventilsitz 213 einen Durchgang von der vorlaufseitigen Eintrittskammer 215 des üreiwegeventils 21 in die zweite Druckkammer 402 des Membranschalters 40 und der zweite Ventilsitz 214 einen Durchgang von der Eingangskammer 215 des Dreiwegeventils 21 in eine mit der Vorlaufzweigleitung 22 verbundene Ausgangskammer 216 des Dreiwegeventils 21 begrenzt. Die Durchlaufzweigleitung 24 zum Brauchwasser-Wärmetauscher 25 ist direkt an die zweite Druckkammer 402 des Membranschalters 40 angeschlossen. Von der ersten Druckkammer 401 des Membranschalters 40 führt eine Druckübertragungsleitung 41 zu einer Verzweigungsstelle 42, von welcher aus einerseits eine Fortsetzung 411 der Druckübertragungsleitung 41 über eine Drosselstelle 43 zu einer Anschlußstelle 44 in der gemeinsamen Rücklaufleitung 29 auf der Druckseite der Umwälzpumpe 32 führt. Andererseits führt von der Verzweigungsstelle 42 aus eine zusätzliche Druckübertragungsleitung 45 über ein Magnetventil 46 in die Durchlaufzweigleiiung 28, weiche vom Brauchwasser-Wärmetauscher 25 aus die Verbindung mit der Rücklaufhauptleitung 29 nahe der Saugseite der Umwälzpumpe 32 herstellt

In der Zeichnung ist das Dreiwegeventil 21 in einer Stellung dargestellt, in welcher das Ventilglied 211 am Ventilsitz 213 anliegt und den Durchtritt von der Eingangskammer 215 in die zweite Druckkammer 402 des Membranschalters 40 verschließt, so daß das durch die Vorlaufleitung 20 ankommende und in die Eingangskammer 215 einströmende erhitzte Vorlaufwasser am Ventilsitz 214 vorbei in die Ausgangskammer 216 und weiter in die Vorlaufzweigleitung 22 gelangen kann. Der Zulauf von Vorlauf".·*»--,:;-··· in den Brauchwasser-Wärmetauscher 25 ist also gesperrt, das Vorlaufwasser wird in die zu den Heizkörpern 23 der Zentralheizungsanlage führende Vorlaufzweigleitung 22 geleitet. In dieser eingezeichneten Schaltstellung ist das Magnetventil 46 in der zusätzlichen Druckübertragungsleitung 45 geöffnet, so daß der an Jer pumpensaugseitigen Vereinigungsstelle 27 der Leitungen 26 und 28 herrschende relativ niedrige Druck in der Druckübertragungsleitung 41 und damit in der ersten Druckkammer 401 des Membranschalters 40 vorherrschend wirksam wird, während in der zweiten Druckkammer 402 ein relativ höherer Druck herrscht so daß die Membran 403 in Richtung auf die erste Druckkammer

401 verstellt ist

Zum Umsteuern des Vorlaufw.assers i-:: den Brauchwasser-Wärmetauscher 25 wird das Magnetventil 46 in

ίο der zusätzlichen Druckübertragungsleitung 45 geschlossen, so daß über die Drosselstelle 43 in der Fortsetzung 411 der Druckübertragungsleitung 41 und der ersten Druckkammer 401 der an der Anschlußstelle 44 abgenommene volle Förderdruck der Umwälzpumpe 32 wirksam wird, welcher den in der zweiten Druckkammer 402 herrschenden Druck übersteigt, so daß die Membran 403 in Richtung auf die zweite Druckkammer

402 verstellt wird, wobei das Ventilglied 211 gegen die Kraft der Ventilfeder 212 nach unten bis zur Anlage am Ventilsitz 214 bewegt wird. Damit kann das in die Eingangskammer 215 einströmende Vorlaufwasser am Ventilsitz 213 vorbei und durch die zweite Druckkammer 402 hindurch in die zum Brauchwasser-Wärmetauscher 25 führende Durchlaufzweigleitung 24 gelangen.

:ö Durch die Verbindung der ersten Druckkammer 401 des Membranschalters des Dreiwegeventils 21 entweder mit der Druckseite oder der Saugseite der Umwälzpumpe 32 kann in dieser Druckkammer eine sehr starke Druckänderung erzielt werden, welche im Zusammenwirken mit dem in der zweiten Druckkammer 402 herrschenden Druck in jeder der beiden Umschaltstellungen eine sehr große Druckdifferenz im Membranschalter des Dreiwegeventils bewirkt, so daß große Umsteuerkräfte auf die Membran einwirken und diese

ü Membran auch ohne Schließfeder ein sicheres Umschalten des Ventiigliedes 211 zwischen den beiden Ventilsitzen 213 und 214 gewährleisten kann. Das Dreiwegeventil 21 arbeitet also sicher, läßt sich in robuster Bauweise herstellen, macht in seiner Ausführungsform als Baueinheit keine Stopfbuchsen erforderlich und ist störungsunanfällig. Es bewirkt eine rasche Umsteuerung, deren Schnelligkeit durch die Dimensionierung der Drosselstelle 43 einstellbar ist.
Das Magnetventil 46 in der zusätzlichen Druckübertragungsleitung 45 kann genausogut durch ein thermisch-mechanisch gesteuertes Ventil ersetzt werden. Weiterhin könnte die Baueinheit aus Dreiwegeventil 21 und Membrandruckschalter 40, welche gemäß Zeichnung vorlaufseitig vorgesehen ist, auch rücklaufseitig,

d. h. an der Vereinigungsstelle 27 angeordnet werden, ohne daß sich die Wirkungsweise wesentlich ändert. Ferner bestünde auch noch die Möglichkeit, den Brauchwasser-Wärmetauscher 25 in die Vorlaufleitung 20 zwischen dem Lamellenblock 10 und dem Abzweig der Durchlaufzweigleitung 24 einzufügen, so daß während des Umlaufwasserdurchflusses zu den Heizkörpern 23 der Zentralheizungsanlage auch ein Durchfluß des Umlaufwassers durch den Brauchwasser-Wärmetauscher hindurch erfolgen würde. In einem

fen solchen Falle würde die Durchlaufzweigleitung 24 in unmittelbarer Verbindung mit der Durchlaufzweigleitung 28 eine Verbindungsleitung bilden, welche zwischen der Vorlaufleitung 20 und der Rücklaufleitung 29 Si>wie in die letztere nahe der Saugseite der

h5 Umwälzpumpe 32 mündend angeordnet und durch das Dreiwegeventil 21 gesteuert ist. Beim Zapfen von Brauchwasser würde das Umlaufwasser über diese Verbindungsleitung unmittelbar in die Rücklaufleitung

29 zurückgeführt, so daß ein kurzer Kreislauf des Umlaufwassers unter Umgehung der Heizkörper der Zentralheizungsanlage vorhanden wäre und die vom Brenner abgegebene Wärmeleistung ausschließlich dem Brauchwasser-Wärmetauscher zugeführt würde.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydraulisch betätigbares Dreiwegeventil für einen gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer zum wahlweise umschaltbaren Heizen einer Zentralheizungsanlage oder eines Brauchwasser-Wärmetauschers, mit einer in der Rücklaufleitung angeordneten Umwälzpumpe, wobei der Umlaufwasserdurchfluß in einer ersten Stellung des Dreiwegeventils zur Zentralheizungsanlage und in einer zweiten Stellung durch eine Durchflußleitung vom Dreiwegeventil aus zum Brauchwasser-Wärmetauscher und von dort nahe der Saugseite der Umwälzpumpe in die Rücklaufleitung geleitet wird, mit einem Ventilglied, das von einem Membranschalter mit zwei Druckkammern beeinflußt ist, von denen die erste Dnickkammer über eine Ventileinrichtung unter den Einfluß des Druckes entweder der Druckseite der RückJaufleitung in der Nähe der Umwälzpumpe oder an einer Stelle geringeren Druckes der Umlaufleitung zu bringen ist, wogegen die zweite Druckkammer mit dem Druck des Umlaufwassers beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle geringeren Druckes der Umlaufleitung, unter deren Einfluß die erste Druckkammer (401) zu bringen ist, nahe der Umwälzpumpe (32) in der Saugseite der Rücklaufleitung (29) liegt, daß die zweite Druckkammer (402) den Anfang der Durchflußleitung (24, 28) bildet und daß das Dreiwegeventil (21) und der Membranschalter (40) eine Baueinheit mit einer einzigen Trennwand (405) zwischen Dreiwegeventil (21) und der zweiten Druckkammer (402) des Membranschalters (40) bilden und die Trennwand (405) als Ventilsitz (213) für das Ventilglied (211) des Dreiwegeventils (21) in Richtung der Durchflußleitung (24,28) ausgebildet ist.