DE19501203A1 - Regeleinrichtung im Wasserdurchlauf eines Durchlauferhitzers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung im Wasserdurchlauf eines Durchlauferhitzers mit einem wenigstens zwei Heizstufen schaltenden Differenzdruckschalter, an den hochdruckseitig oder niederdruckseitig eine Venturidüse angeschlossen ist.

Eine derartige Einrichtung ist in der DE-OS 21 44 110 beschrieben. Zusätzlich zu dem Differenzdruckschalter, der die Heizstufen schaltet, ist ein weiterer Differenzdruckschalter vorgesehen, der auf ein Durchflußregelventil wirkt. Der Venturidüse dieses Differenzdruckschalters ist ein Bypaß mit einem Einstellglied zugeordnet. Mit diesem läßt sich die maximale Wasserdurchflußmenge so begrenzen, daß nur die erste Heizstufe einschaltet. Durch Verstellen des Zapfventils läßt sich die Wassertemperatur zwar in bestimmten Grenzen beeinflussen, was jedoch immer von der jeweils gewählten Stellung des Einstellgliedes abhängt. Ein durchflußmengenabhängiges, selbsttätiges Verstellen des Einstellgliedes des Bypaßdurchflusses ist nicht vorgesehen.

In der DE-PS 4 76 162 ist eine selbsttätige Steuervorrichtung für einen gasbeheizten Durchlauferhitzer beschrieben, bei der eine Zerstörung der Membran eines Differenzdruckschalters vermieden werden soll. Hierfür ist parallel zu einer Drosselstelle ein Bypaß mit einem federbelasteten Ventil vorgesehen, das bei einem schädlich hohen Differenzdruck öffnet.

In der DE-AS 11 94 117 ist eine Wassermangelsicherung für Durchlauferhitzer beschrieben. Ein Differenzdruckschalter steuert sowohl den Gasdurchfluß als auch den Wasserdurchlauf. Mittels eines niederdruckseitigen Stellventils ist die Wassertemperatur einstellbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit der die Wassertemperatur durch Einstellung des Zapfventils bei eingeschalteter erster Heizstufe in einem weiten Bereich der Durchflußmenge beeinflußbar ist und den einstellbaren Durchflußmengenbereich in dieser ersten Stufe deutlich zu vergrößern.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Regeleinrichtung der genannten Art dadurch gelöst, daß in einem Bypaß der Venturidüse, die auf den die Heizstufen schaltenden Differenzdruckschalter wirkt, ein federbelastetes Ventil liegt, welches bei einer zunehmenden, über ein Zapfventil eingestellten Durchflußmenge den Bypaß öffnet, wodurch sich der Einschaltwert der zweiten Heizstufe zu einer größeren Durchflußmenge hin verschiebt.

Die Venturidüse kann dabei so ausgelegt sein, daß sie die erste Heizstufe schon bei einer vergleichsweise kleinen Durchflußmenge einschaltet. Das Einschalten der zweiten Heizleistungsstufe erfolgt jedoch nicht zwangsläufig bei einem vergleichsweise weniger hohen Wert. Vielmehr wird dieser Einschaltwert durch das automatische Öffnen des federbelasteten Ventils nach oben verschoben. Der Benutzer hat damit einen weiten Bereich, in dem nur die erste Heizstufe eingeschaltet ist und er durch Verstellen des Zapfventils die Wassertemperatur steuern kann.

Der Benutzer kann also in der ersten Heizstufe eine heiße Wassertemperatur kleiner Durchflußmenge, beispielsweise für Händewaschen oder Spülen oder eine niedrigere Wassertemperatur mit größerer Durchflußmenge, beispielsweise zum Duschen, erreichen, wobei dabei nicht die Gefahr besteht, daß der Durchlauferhitzer beim Duschen leicht von der ersten Heizstufe auf die zweite Heizstufe oder umgekehrt umschaltet.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Durchflußbegrenzungsventil vom Differenzdruckschalter gesteuert. Dadurch ist erreicht, daß nach Schalten der zweiten Leistungsstufe der Durchfluß nicht wesentlich erhöht werden kann und stabil gehalten wird.

Die Federvorspannung des Bypasses kann vom Benutzer verstellt werden, so daß der Einschaltwert der zweiten Leistungsstufe verstellt werden kann. Mit der Verstellung der zweiten Leistungsstufe wird auch der Wert eingestellt, auf den das Gerät nach Schalten der zweiten Leistungsstufe den Durchfluß begrenzt. Wird die Federvorspannung des Bypasses verringert, öffnet das Bypaßventil bei einem kleineren an der Zapfarmatur eingestellten Durchfluß, dadurch wird der Einschaltwert der zweiten Leistungsstufe, und damit die Begrenzungsmenge, zu größerem Durchfluß hin verschoben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Regeleinrichtung schematisch,

Fig. 2 schematisch eine Möglichkeit zur Einstellung des Bypaßventils,

Fig. 3 ein Durchfluß/Druckdiagramm,

Fig. 4 ein Konstruktionsbeispiel im Schnitt und

Fig. 5 einen weiteren Schnitt des Konstruktionsbeispiels.

Eine Regeleinrichtung weist einen Wasserzulauf (1) auf. In Strömungsrichtung folgt ein Durchflußbegrenzungsventil (2) mit einem Ventilteller (3) an einer Ventilstange (4). Die Ventilstange (4) ist mit einer Schaltmembran (5) eines Differenzdruckschalters (6) verbunden.

Dem Durchflußbegrenzungsventil (2) folgt in Strömungsrichtung eine Venturidüse (7). Mit deren Engstelle ist die Niederdruckkammer (8) des Differenzdruckschalters (6) verbunden. Die Hochdruckkammer (9) liegt am Auslauf (10) der Venturidüse (7). Die Hochdruckkammer (9) könnte statt dessen auch einlaufseitig an der Venturidüse (7) liegen.

Parallel zur Venturidüse (7) ist ein Bypaß (11) vorgesehen. In diesem ist ein federbelastetes Ventil mit einem durch eine Feder (12) belasteten Ventilkörper (13) vorgesehen. Die Kraft, mit der die Feder (12) auf den Ventilkörper (13) wirkt, läßt sich mittels eines vom Benutzer betätigbaren Einstellgliedes (14) wählen (vgl. Fig. 2).

Der Auslauf (10) ist an eine Heizkammer (15) des Durchlauferhitzers angeschlossen, in dem ein in zwei Stufen schaltbarer Heizkörper (16) angeordnet ist. Mit der Heizkammer (15) ist ein Zapfventil (17) verbunden.

Zum Schalten des Heizkörpers (16) in zwei Stufen ist ein Schalter (18) vorgesehen, der zwei Schaltkontakte (19, 20) aufweist, welche über einen Schaltstößel (21) von der Schaltmembran (5) betätigbar sind. Bei einem Differenzdruck (P1) an der Venturidüse (7) bzw. an der Schaltmembran (5) schaltet die erste Heizstufe ein. Bei einem größeren Differenzdruck (P2) schaltet zusätzlich die zweite Heizstufe ein (vgl. Fig. 3).

In Fig. 3 ist die Durchfluß/Differenzdruck-Kennlinie (a) der Venturidüse (7) bei geschlossenem Bypaß (11) gezeigt. Die Kennlinie (b) ist die Kennlinie der Venturidüse (7) bei mittlerer Federvorspannung des Bypaßventils (11). Die Kennlinie (c) entspricht der kleinsten Federvorspannung. Die Funktionsweise beim Öffnen des Zapfventils (17) ist etwa folgende:
Bei einer Mindestdurchflußmenge (v1) ist der Differenzdruck (P1) erreicht und die erste Heizstufe schaltet ein. Bei einem weiteren Öffnen des Zapfventils (17) folgt der Durchfluß/Differenzdruckverlauf weiter der Kennlinie (a). Dieser Bereich (I) der Kennlinie ist der Verstellbereich, der durch das Einstellglied (14) durch mehr oder weniger große Vorspannung der Feder (12) gegeben ist. Ist die Feder (12) sehr hart eingestellt, dann öffnet durch den am Ventilkörper (13) anstehenden Staudruck der Bypaß (11) am Punkt (e). Ist die Feder (12) weicher eingestellt, dann geschieht dieses Öffnen im Verstellbereich (I) schon an einem früheren Punkt.

Durch das Öffnen des Bypasses (11) steigt der an der Schaltmembran (5) anstehende Differenzdruck weniger stark an. Ab dem Punkt (e) liegt der Verlauf im Reduzierbereich (II). In diesem Bereich steigt der Differenzdruck in Abhängigkeit von der Durchflußmenge weniger stark an als im Verstellbereich (I). Dadurch ist erreicht, daß der Differenzdruck (P2), bei dem die zweite Heizstufe einschaltet, erst bei einer vergleichsweise großen Durchflußmenge (v2) erreicht ist. Zum Vergleich ist in Fig. 3 die Durchflußmenge (v2′) dargestellt, bei der die zweite Heizstufe einschalten würde, wenn der Verlauf nach dem Punkt (e) weiter der Kennlinie (a) folgen würde. Ersichtlich ist der Durchflußmengenbereich (III), in dem der Benutzer vor dem Einschalten der zweiten Heizstufe durch Ändern der Zapfmenge am Zapfventil (17) auf die Wassertemperatur einwirken kann, vergleichsweise groß.

Nach dem Einschalten der zweiten Heizstufe geht der Verlauf dann in den Bereich (IV) über, in dem die Durchflußmenge vom Durchflußbegrenzungsventil (2) konstant gehalten ist. In der ersten Heizstufe ist das Durchflußbegrenzungsventil für den Benutzer praktisch wirkungslos.

Ist die Feder (12) sehr weich eingestellt, so daß der Bypaß (11) schon im Punkt (f) öffnet, dann liegt der Durchfluß/Differenzdruckverlauf im Bereich (V). Der Druck (P2), bei dem die zweite Heizstufe einschaltet, wird erst bei einer Durchflußmenge (v3) erreicht, die größer ist als die Durchflußmenge (v2). Im Bereich (VI) liegt dann die entsprechende Durchflußmengenbegrenzung vor. Insgesamt kann der Benutzer also durch Verstellen des Einstellgliedes (14) in dem schraffierten Bereich arbeiten.

An der Ventilstange (4) ist eine Abdeckung (22) befestigt, hinter der eine Feder (23) vorgesehen ist, welche die Tendenz hat, den Ventilteller (3) in seine maximale Öffnungsstellung zu bringen. Der Raum, in dem die Feder (23) angeordnet ist, ist mit einem Druckausgleichskanal (24) mit dem Wasserdurchlauf verbunden. Der Druckausgleichskanal (24) verhindert, daß sich ein Differenzdruck aufbauen kann, der zu einer Verfälschung der Einstellung führen könnte.

In den Fig. 4 und 5 sind die den Fig. 1 und 2 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Aufbau der Ausführung nach Fig. 4 und 5 ist im wesentlichen folgender:
Im Wasserzulauf (1) ist ein Rückschlagventil (25) angeordnet. In Strömungsrichtung folgt das Durchflußbegrenzungsventil (2). Als Druckausgleichskanal (24) ist hier in der Ventilstange (4) eine Bohrung vorgesehen. Ein Ring (26) an der Abdeckung (22) ist als Federring ausgebildet. Er hat nur eine gewisse Dichtwirkung. Durch die Ausbildung als Federring paßt er sich leicht an Durchmessertoleranzen an.

Auf die Ventilstange (4) wirkt der Differenzdruckschalter (6). Auf dem Differenzdruckschalter (6) ist der Schalter (18) angeordnet.

In Strömungsrichtung hinter dem Durchflußbegrenzungsventil (2) folgt die Venturidüse (7). über eine Bohrung (27) ist sie mit der Unterdruckkammer des Differenzdruckschalters (6) verbunden. Zwischen der Venturidüse (7) und dem Begrenzungsventil (2) führt ein Kanal (28) zur Hochdruckkammer des Differenzdruckschalters (6). Der Bypaß (11) zweigt vor der Venturidüse (7) und mündet über einen Kanal (29) in den Auslauf (10). Im Bypaß (11) ist der mittels der Feder (12) belastete Ventilkörper (13) angeordnet. Die Federspannung ist durch das Einstellglied (14) von außen einstellbar.

Am hochdruckseitigen Kanal (28) ist ein Anschluß (30) für einen überdruck-Sicherheitsabschalter vorgesehen. Damit ist in die beschriebene, als Baugruppe aufgebaute Regeleinrichtung neben der Funktion des Durchflußregelns und des Stellens des Differenzdruckschalters und des Rückschlagventils auch die Funktion des Sicherheits-Druck­ schalters integriert.

Die Funktionsweise ist anhand von Fig. 3 beschrieben.

Claims (6)

1. Regeleinrichtung im Wasserdurchlauf eines Durchlauferhitzers mit einem wenigstens zwei Heizstufen schaltenden Differenzdruckschalter, an den hochdruckseitig oder niederdruckseitig eine Venturidüse angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bypaß (11) dieser Venturidüse (7) ein federbelastetes Ventil (12, 13) liegt, welches bei einer zunehmenden, über ein Zapfventil (17) eingestellten Durchflußmenge den Bypaß (11) öffnet, wodurch sich der Einschaltwert (v2, v3) der zweiten Heizstufe zu einer größeren Durchflußmenge hin verschiebt.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspannung der Feder (12) des Ventilkörpers (13) mittels eines Einstellgliedes (14) manuell einstellbar ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Differenzdruckschalter (6) auch ein Durchflußbegrenzungsventil (2) gesteuert ist, wobei bei sich öffnendem Bypaß (11) das Durchflußbegrenzungsventil (2) in Richtung auf eine höhere Durchflußmenge verstellt wird.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußbegrenzungsventil (2) die Durchflußmenge bei eingeschalteter zweiter Heizstufe begrenzt.

5. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Durchflußbegrenzungsventil (2) ein Druckausgleichskanal (24) vorgesehen ist.

6. Regeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß (30) für einen Überdruck-Sicher­ heitsabschalter integriert ist.