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Thermostatisch gesteuerte Mischarmatur für einen Durchlauferhitzer
Bei Durchlauferhitzern ist es schwierig, eine bestimmte Temperatur, bezogen auf
eine bestimmte Menge am Zapfventil einzustellen. Das gilt insbesondere für elektrisch
beheizte, aber auch für gasbeheizte Durchlauferhitzer. Aus diesem Grunde wäre eine
thermostatische Regelung der Zapftemperatur erwünscht. Eine Schwierigkeit besteht
hierbei jedoch darin daß bei Durchlauferhitzern die Temperatur des ausfließenden
Wassers mit abnehmender Entnahmemenge steigt und umgekehrt. Hierdurch ist eine thermost
atische Regelung in der üblichen Weise, daß ein temperatu rempfind liches Aus dehnungs
glied seine Wärmedehnungen auf ein die Zuflußquerschnitte von Kalt- und Warmwasser
gegeneinander abstimmendes Regel organ überträgt nicht durchführbar.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine thermostatisch gesteuerte Mischarmatur
zu schaffen, die der Eigenart der Durchlauferhitzer Rechnung trägt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei Begrenzung
der Durchflußmenge in dem Durchlauferhitzer durch eine an sich bekannte automatische
Drossel auf ein der Heizleistung entsprechendes Maß der Wasserdurchfluß über den
Durchlauferhitzer und die Mischkammer von dem Thermostaten unbeeinflußt ist und
nur der Kaltwasserzufluß zur Mischkammer von dem Thermostaten gesteuert und außerdem
der Zuflußdruck des Kaltwassers vor der Mischkammer durch einen fest eingestellten
Druckminderer dem Druck des vom Durchlauferhitzer zulaufenden Warmwassers angepaßt
ist, und daß dem Mischwasserablauf ein Zapfventil zugeordnet list, das nur eine
Schließstellung und eine Offenstellung aber keine Zwischenstellungen zuläßt und
bei seiner Offenstellung die maxinmal vorkommende Mischwassermenge freigibt. Nunmehr
bleibt unabhängig von der am Thermostaten eingestellten Mischwassertemperatur die
durch den Durchlauferhitzer strömende Wassermenge und damit auch die Temperatur
des dem Thermostaten zuströmenden Warmwassers konstant, während die Mischwassertemperatur
ausschließlich durch Zumischen von Kaltwasser eingestellt wird. Da das Zapfventil
in seiner Offenstellung das Mischwasser bis zur größten vorkommenden Durchflußmenge
unbehindert abfließen läßt, bleibt die durch den Durchlauferhitzer strömende Wassermenge
von der zugemischten Kaltwassermenge praktisch unbeeinflußt. Der Druckminderer im
Kaltwasserzulauf trägt dem Umstand Rechnung, daß das durch den Durchlauferhitzer
fließende Wasser stark gedrosselt wird und sich deshalb in der Mischkammer vor dem
Thermostaten ein Wasserdruck einstellte der erheblich niedriger list, als der Druck
i;-; der Kaltwasserleitung.
Außerdem fängt der Druckminderer die
Druckschwankungen im Kaltwassernetz ab.
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Wenn der Durchlauferhitzer -wie meist üblich- zwei Schaltstufen mit
verschieden großen Heizleistungen hat, die bei unterschiedlichen Durchflußmengen
wirksam werden, so kann man zwei Zapfstellen für verschieden große Wassermengen
vorsehen beispielsweise zum Füllen einer Badewanne oder zum Betrieb einer Brause.
In diesem Falle ist in dem Zulauf zur Zapfstelle für die kleinere Entnahmemenge
eine zweite Drossel vorgesehen, die zusammen mit der dem Durchlauferhitzer zugeordneten
Drossel die durch den Durchlauferhitzer strömende Wassermenge auf das für das Einschalten
der kleineren Heizleistung passende Maß begrenzt, so daß die große Heizleistung
nicht eingeschaltet wird.
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Als Zapfventile werden bevorzugt an sich bekannte Ventile verwendet,
deren Schließkörper durch ein Schaltglied gegen die Kraft einer Ventilschließfeder
in die Offenstellung bewegbar ist, in der Offenstellung selbsttätig festgehalten
und beim erneuten Betätigen des Schaltgliedes zur Rückkehr in die Schließstellung
freigegeben wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße, thermostatisch
gesteuerte Mischarmatur, Fig. 2 den Zusammenschluß der Mischarmatur mit dem Durchlauferhitzer
in schaltbildlicher Darstellung, Fig. 3 die entsprechende Darstellung mit zwei Zapfstelien.
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Das in Fig. 1 mit 1 bezeichnete Gehäuse der Mischarmatur hat eine
Zuflußöffnung 2 für das aus dem Durchlauferhitzer kommende Warmwasser eine Zuflußöffnung
3 für das aus dem Leitungsnetz kommende Kaltwasser und eine Abflußöffnung 4 für
das Mischwasser.
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Die Zuflußöffnung 2 für das Warmwasser mündet in einen Gehäuseraum
5, in dem ein Thermostatglied 6 vorgesehen ist, das mit einem in einem Gehäusesteg
verschiebbar geführten Ventilschließkörper 7 verbunden ist, der den Zufluß des Kaltwassers
zum gleichen Gehäuseraum 5 steuert.
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In dieser Anordnung ist das Thermostatglied 6 in dem Gehäuse raum
5 von dem Mischwasser umströmt. Der Gehäuseraum 5 bildet also die Mischkammer.
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Beim Ausführungsbeispiel ist das Thermostatglied 6 als an sich bekanntes
Dehnstoffelement ausgebildet, bei dem innerhalb eines allseitig geschlossenen starren
Gehäuses 8 ein außen von dem Dehnstoff 9, z. B.
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Wachs, umgebener Gummisack 10 einen Druckstift li umschließt, der
durch die Wärmedehnungen des Dehnstoffes axial bewegbar ist. Der Druckstift 11 ist
abgedichtet nach außen herausgeführt und stützt sich mit seinem freien Ende an der
Stirnfläche einer Stellspindel 12 ab, die einen Einstelldrehgriff 13 trägt. Das
Thermostatglied 6 ist durch eine Druckfeder 14 über den Druckstift 11 mit der Stellspindel
12 im Kraftschluß gehalten Wird die Stellspindel 12 durch Verdrehen des DrehgriRes
13 axial verstellt, so wird der Ventilkörper 7 mit dem Thermostatglied 6 je nach
Drehrichtung seiner Schließstellung genähert oder von dieser entfernt,
so
daß der Mischkammer 5 mehr oder weniger Kaltwasser zuströmt.
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Das vom Durchlauferhitzer kommende Warmwasser strömt ungehindert und
ungedrosselt durch die Mischkammer 5 ab.
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In dem Gehäuse 1 ist achsparallel zu dem Thermostatglied in dem an
die Zuflußöffnung 3 für das Kaltwasser anschließenden Gehäuseraum ein Druckreduzierventil
eingebaut, das im ganzen mit 15 bezeichnet ist. Das Druckreduzierventil ist in einem
in das Armaturengehäuse 1 abgedichtet eingesetzten Gehäuse 16 untergebracht, das
zwischen einer Verbindungsöffnung 17 zu der Zuflußöffnung 3 für das Kaltwasser und
einer Abflußöffnung 18 zu dem dem Ventil 7 vorgeordneten Gehäuseraum 19 in einem
Quersteg eine Ventilsitzbohrung 20 aufweist. Innerhalb des Zuflußraumes ist dem
Ventilsitz ein Ventil-Schließkörper 21 zugeordnet, der einerseits eine durch die
Ventilsitzbohrung hindurchgreifende Spindel 22 hat und andererseits mit einem Kolben
23 verbunden list, der den gleichen Durchmesser wie die Ventilsitzbohrung 20 aufweist
und in einer stirnseitig geschlossenen Zylinderbohrung 24 des Einsatzgehäuses 17
abgedichtet geführt ist. Hierdurch ist der Ventil-Schließkörper 21 von dem Zuflußdruck
entlastet. Das durch die Ventilsitzöffnung 20 hindurchgreifende Ende der Ventilspindel
22 ist an eine Membran 25 angeschlossen, die den mit dem Abflußraum 19 über die
Öffnung 18 verbundenen Raum 26 begrenzt und auf der anderen Seite durch eine Druckfeder
27 belastet ist. Der Raum 26 steht durch eine die Spindel 22 und den Kolben 23 durchsetzende
Längsbohrung 27 mit dem Zylinderraum 24 über dem Kolben 23 in Druckausgleich.
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Auf diese Weise steht dem Wasserdruck auf der Kaltwasserabflußseite
allein die Kraft der Feder 27 gegenüber die so allein den Druck des der Mischkammer
5 über den Ventil-Schließkörper 7 zufließenden Kaltwassers bestimmt. Die Kraft der
Feder 27 ist so bemessen, daß der Zuflußdruck des Kaltwassers vor dem Ventilsitz
7 nicht wesentlich größer ist als der Zuflußdruck des von dem Durchlauferhitzer
kommenden Warmwassers in der Mischkammer 5, der wie nachstehend näher beschrieben,
durch eine die Durchflußmenge in dem Durchlauferhitzer bestimmende automatische
Drossel gegeben ist.
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Zur Entnahme des Mischwassers aus dem Gehäuseraum 5 ist der Abflußöffnung
4 ein Zapfventil 30 zugeordnet, dessen Ventil-Schließkörper 31 durch eine Feder
32 in seiner Schließstellung auf dem Ventilsitz 33 gehalten wird. Die mit dem Ventilschließkörper
31 verbundene Spindel 34 ist in einem auf das Gehäuse 1 aufgeschraubten Nippel 35
geführt und mittels eines Hebels 36 entgegen der Kraft der Schließfeder 32 in die
Offenstellung anhebbar. Der Hebel 36 greift mit einem Nocken 37 in eine seitliche
Ausnehmung 38 der Spindel 34 ein. Durch Hochschwenken des Hebels 36 in Pfeilrichtung
39 der Fig. 1 wird die Ventil spindel 34 mit dem Schließkörper 31 unter Überwindung
der Kraft der Schließfeder 32 vom Ventilsitz 33 wegbewegt und durch den aus der
Ausnehmung 38 herausgetretenen Nocken 37 in einer Offenstellung gesperrt, aus der
sie nur nach Wiederzurückschwenken des Hebels 36 durch die Schließfeder 32 in die
Schließstellung zurückbewegt werden kann. In der Offenstellung läßt das Ventil 30
die jeweils anfallende Mischwassermenge praktisch
unbehindert durch.
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Das Zapfventil kann auch als an sich bekanntes Drucktastenventil ausgebildet
sein, dessen Schließkörper durch Niederdrücken einer Drucktaste gegen-die Kraft
der Schließfeder in die Offenstellung bewegbar istb in der Offenstellung durch eine
Sperre selbsttätig festgehalten und nach erneutem Betätigen der Drucktaste zur Rückkehr
in die Schließstellung freigegeben wird.
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In Fig. 2 ist gezeigt, wie die beschriebene Mischarmatur, die hier
im ganzen mit 40 bezeichnet ist, an den Durchlauferhitzer und die Kaltwasserzuleitung
angeschlossen ist. In die Kaltwasserzuleitung 41 zu dem Durchlauferhitzer 42 ist
eine an sich bekannte automatische Drossel 43 eingebaut, in der eine Drossel scheibe
aus einem elastisch nachgiebigen Werkstoff so eingespannt ist, daß sie in einem
ihre Durchflußöffnung umgebenden Ringabschnitt von dem Einspanndruck frei ist und
dem Zulaufdruck nachgeben kann. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich der Durchflußquerschnitt
der Drossel bei steigendem Zuflußdruck verkleinert und die Durchflußmenge in weiten
Grenzen von dem Zuflußdruck im wesentlichen unabhängig bleibt, so daß das aus dem
Durchlauferhitzer der Mischkammer zufließende Wasser stets etwa die gleiche Temperatur
hat. Beispielsweise ist die Drossel 41 so ausgelegt, daß sie 8 L/min. durchläßt.
Dann kaM7eispielsweise am Eintritt in die Mischkammer mit einem Zuflußdruck von
1 bis 2 atü gerechnet werden, an den der Druckminderer 15 den Druck des zufließenden
Kaltwassers anpassen muß.
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In Fig. 3 sind zwei Zapfstellen 45 und 46 vorgesehen, von denen jede
zwei Drucktastenventile47 und 48 bzw. 49 und 50 hat, die in den Auslauf 51 bzw.
52 öffnen. Das eine Ventil 47 bzw. 49 jeder Zapfstelle ist an den Mischwasserauslauf
der Mischarmatur 40 für die Entnahme von Mischwasser und das andere Ventil 48 bzw.
50 an die Kaltwasserzuleitung 41 für die Entnahme von Kaltwasser angeschlossen.
Die eine Zapfstelle 45 ist für die Entnahme einer kleineren Wassermenge, beisp.elsweise
für den Betrieb einer Brause oder das Füllen eines Waschbeckens, bestimmte Um den
Mischwasserzufluß zur Zapfstelle 45 entsprechend zu begrenzen, ist in der Mischwasserzuleitung
zum Ventil 47 eine au.omatische Drossel 53 eingebaut, welche die über die Drossel
43 durch den Durchlauferhitzer 42 fließende Wassermenge beispielsweise vauOP384
L/min. herabsetzt. Dem Mischwasserventil 49 der zweiten Zapfstelle 46 ist nur die
Drossel 43 vorgeschaltet. Der Durchlauferhitzer hat zwei Heizstufen, und zwar eine
kleine Heizstufe, die bei Mischwasserentnahme am Ventil 47der Zapfstelle 45 und
eine große Heizstufe, die bei Mischwasserentnahme am Ventil 49 der Zapfstelle 46
eingeschaltet wird.