DE2405489C3 - Durchlauf-Wasserheizer mit Konstantwasserstromregler und Temperaturwähler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlauf-Wasicrheizer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Bei einem solchen bekannten Gerät (DT-AS 54 580) kann es vorkommen, daß der Vordruck der Wasserspeiseleitung zu gering ist oder, daß der Durchlaßwiderstand des Wärmeaustauschers zu groß wird. In beiden Fällen findet ein zu geringer Wasserdurchsatz durch die Wassermangelsicherung statt, so daß das von ihr gesteuerte Gasventil des Brenners nicht genügend öffnet und das Heizaggregat nicht eingeschaltet wird. Als Folge davon wird das angebotene Wasser zu wenig erwärmt. Gleichzeitig ist auch der angebotene Wasserstrom unzureichend. Diese Nachteile sind im wesentlichen auf den Einfluß der Verkalkung bei stark kalkhaltigem Speisewasser zurückzuführen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Durchlauferhitzer für direkte Gebrauchswasserbereitung, insbesondere bei stark kalkhaltigem Wasser oder bei Wasser geringen Vordrucks, ein sicheres Anspringen des Heizers zu gewährleisten sowie den Einfluß der Verkalkung auf Senkung des Wasserstroms und der Wassertemperatur zu minimie

Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Durchlauf-Wasserheizer der eingangs näher bezeichneten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Palentanspruchs I angegebenen Merkmale.

Hierbei ergibt sich als Vorteil, daß bei kalkhaltigem Wasser durch Verstellen des Stellglieds — unter Umständen sogar Umlegen - der bygepaßte Wasserstrom über den Wärmetauscher geleitet und somit seine Verkalkungsgeschwindigkeit wesentlich herabgesetzt werden kann. Weiterhin besteht für den Geräteanwender der Vorteil, daß er bei stark kalkhaltigem Wasser die Abstände zwischen den einzelnen Entka^!ikungen des Wärmetauschers strecken kann, indem er den Strömungswiderstand des Wärmetauschers durch ein Bypassen eines Zusatzwassersiroms eliminiert..

Dadurch, daß der Mindestwasserstrom nach wie vor durch die Wassermangelsicherung geht, ist sichergestellt, daß das Ventil des Brenners voll geöffnet wird. bzw. der die elektrischen Heizwiderstände steuernde, druckabhängige Schaller auf volle Hei?leistung geschaltet wird. Somit erreicht das Gerät seine Nennbelastung, so daß die Temperatur des Mindestwasserslroins so hoch ist, daß in Verbindung mit dem bygcpaßtcn Wasserstrom ein ausreichendes Temperaturangebot Tür den Verbraucher in Verbindung mit einer ausreichenden Wassermenge pro Zeiteinheit besteht. Die erfindungsgemäße Lösung ist weiterhin ohne weiteres auch an bestehenden Geräten vorzusehen, da lediglich eine einzige Anschlußleitung vorzusehen ist.

Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich. Besondere Bedeutung besitzen hierbei die Merkmale des Anspruchs 4, da hier eine automatische Verstellung des bygepaßten Wasserstroms erfolgt.

An Hand der F i g. 1 bis 5 der Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Durchlauf-Wasserheizers gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Gehäuses des Temperaturwählers,

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Quer Schnitts durch das Stellglied,

F i g. 4 eine Variante des Stellglieds nach F i g. 3 und

F i g. 5 im Querschnitt eine weitere Variante de Stellglieds.

In allen fünf Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichei jeweils die gleichen Einzelheiten.

Der gasbetriebene Wasserheizer — es kann sie ebensogut um einen elektrisch beheizten oder einen öl betriebenen Wassererhitzer handeln, da auch bei diese Energiearten am Wärmetauscher die gleichen Problc me auftreten — weist einen von einem Gasbrenner
über seine Abgase erwärmten Wärmetauscher 2 au

der von Wasserrohren 3 durchsetzt ist. Der Brenner 1 ist von einem Gaszuleitungsrohr 4 gespeist, in dem ein Gasventilsitz 5 angeordnet ist. Der Verailkörper 6 wird gegen die Rückstellkraft einer Feder 7 von einer Stange 8 betätigt, die sich an einem Teller 9 einer Membran 10 einer Wassermangelsicherung Il abstützt. Der Teller 9 ist gegen die Rückstellkraft einer Feder 12 and der Feder 7 vom Druck einer Kammer 13 beaufschlagt, dem ein Gegendruck in einer Kammer 14 gegenübersteht. Der Kammer 13 ist ein Konstantstromregler 15 vorgeschaltet, welcher einen Ventilkörper 16 und einen Ventilsitz 17 aufweist. Der Ventilkörper 16 ist gegen die Rückstellkraft einer Feder 18 gegen den Shz 17 gedrückt. Ein Ansatz 19 des Veniilkörpers korrespondiert mit dem Membranteller 9. Der Wasserstromreg- i_S !er 15 ist mit einer Wasserquelle 20 verbunden. Aus der Wasserquclle 20 strömt das Wasser ^;η die durch die Pfeile 2i angegebenen Richtungen. Die Kammer 13 ist über eine Leitung 22 mit einem Gehäuse 25 eines Temperature ählers 24 verbunden. Dieser Temperaturwa'hler weist in seinem Gehäuse 25 einen Ventilkörper 26 auf, der über eine Stellspindel 27 mit einer Handhabe 28 \ erblinden ist. Der Ventilkörper 26 korrespondiert mi; einem Ventilsiizeinsatz 29. der gleichzeitig ein Stellglied 30 bildet. Eine Auslaßöffnung 31 dieses Stell glieds isi mit einer Leitung 33 verbunden. Diese Leitung 33 mündet in eine Zuführungsleitung 34 zum Wasserrohr 3. Zu der Leitung 34 führt eine Ausflu'ileiiung 35 einer Venturidüse 36, die mit der Kammer 13 verbunden ist. An der engsten Stelle der Venturidüse 36 mündet eine Meßleitung 37, die unter Zwischenschaltung eines Drosselglicds 38 mit der Kammer 14 in Verbindung steht.

Die Kammern 13 und 14 sind durch die Membran 10 gel rennt, dit in dem Gehäuse der Wassermangclsicherung 11 längs ihres Rands bei 39 druck- und fluiddicht eingespannt ist. Das Rohr 3 des Wärmetauschers 2 ist über cmc Vorlaufleitung 40 mit einem Warmwasserzapfhahn 41 verbunden. In die Leitung 40 mündet eine Umgehungsleitung 42, die /u dem Stellglied 30 führt.

Aus der F i g. 2 geht hervor, wie der Temperaturwähler 24 im einzelnen aufgebaut ist:

In das Gehäuse 25 ist eine mit einem Ansät/. 45 versehene Bohrung 46 eingebracht. Der Ansät/ 45 trägt hierbei ein Gewinde 47. Durch die Bohrung 46 wird das Stellglied 30 eingebracht, das in einer Ausnehmung 48 des Gehäuses 25 gelagert ist. Das Stellglied ist ein Kunststoffkörper, der einen Hohlraum 49 aufweist, der über die Auslaßöffnung 31 und die Umgehungsleitung 42 direkt in die Vorlaufleitung 40 mündet. Der Hohlraum 49 weist einen Schlitz 50 auf, welcher der Verstellung der Lage des Stellglieds 30 durch die Bohrung 46 des Teniperaturwählers mittels eines Schraubenziehers dient. Es kann somit die Auslaßöffnung 31 sowohl der Leitung 42 als auch der Leitung 33 zugeordnet werden. Über den Ventilsitz 29 und die Bohrung 46 besteht in jedem Fall eine direkte Verbindung mit der Leitung 22. Die Temperaturwählcrspindel 27 weist ein Gewinde auf, das mit dem Gewinde 47 korrespondiert.

Die Temperaturwählerspindel 27 ist mittels eines Dichtrings 51 im Gehäuse 25 gedichtet. Durch ein Verdrehen der Handhabe 28 wird die Spindel 27 axial gegen den Ventilsit/. 29 verstellt, so daß der Durchlaßquerschnitt des Ventils 26. 29 geändert werden kann.

Das Gehäuse 25 kann gleichzeitig das Gehäuse 11 ^ft5 der Wassermangelsicherung und das Gehäuse der Venturidüse 36 sein.

Aus F i β. 3 ist ersichtlich, daß das Stellglied 30 außer der Öffnung 31 auch zusätzlich zwei weitere Auslaßöffnungen 55 und 56 aufweisen kann, die senkrecht zu der Öffnung 31 stehen. Somit ist es möglich, die Leitung 22 durch entsprechende Stellung über den Hohlraum 49 zu gleichen Teilen, wenn die Öffnungen 55 und 56 gleichen Querschnitt beinhalten, mit den Leitungen 42 und 33 zu verbinden. Es ist natürlich gleichfalls möglich, die Öffnungen 55 und 56 verschieden groß zu gestalten, um so die Anteile des auf die Leitungen 42, 33 entfallenden Wasserstroms ungleich zu gestalten.

In der Ausführungsvariante gemäß F i g. 4 ist das Gehäuse 25 auf seiner Oberseite mit einem Durchbruch 60 versehen, der einen Einstellstutzen 61 aufweist, der Teil des Stellglieds 30 ist. Dieser Stutzen kann mittels eines Hebels 62 verstellt werden, so daß der Benutzer eine Verstellmöglichkeit für den durch die Leitung 42 gehenden Umgehungswasserstrom zum Wärmetauscher besitxi. Über einen Schlitz 63 ist auch eine Verslcllbarkeit mittels eines Schraubenziehers gegeben. Der Dichtnng 64 bewirkt eine Abdichtung.

Gemäß der Ausführungsform nach F i g. 5 isi das Stellglied 30 durch zwei Ventile 65 und 66 ersetzt. Das Gehäuse 25 ist dabei so gestaltet, daß es Wasserdurchlusse in Form einen T aufweist. Der Ann 67 des T stellt hierbei die Wasserleitungen 42 und 33 dar. während das Anschlußsiück die Bohrung 46 des remperaturwuhlers bildet. In dem Arm 67 ist ein Ventilsitz in Form einer Schulter 68 gebildet, der mit einem mit einer Führung 69 versehenen Ventilkörper 70 korrespondiert. Dieser Kunststoffventilkörper stützt sich über eine Druckfeder 83 gegen einen Sprengring 71 ab, der in eine Ausnehmung 72 des Gehäuses 25 eingelassen ist. Ein weiterer Sprengring 73 dient als Anschlag für den Ventilkörper 70. Auf der anderen Seite ist im Ann 67 ein Anschlag 74 vorgesehen, gegen den sich der Ventilkörper 75 des Ventils 65 abstützt. Der Ventilkörper wird im Ruhezustand unter der Wirkung einer Rückstellfeder 76 gegen diesen Ansehlag 74 gedrückt. Diese Feder stül/t sich gegen einen im Gehäuse 25 mittels einer Ausnehmung 77 gehiltencn Sprengring 78 ab. Der Sprengring stützt gleichzeitig einen Ventilsitzeinsatz 79, der eine zentrale Ausnehmung 80 besitzt, die gleichzeitig die Feder aulnimmt. Der Ventilsitzeinsat/, weist den eigentlichen Ventilsit/ 81 auf, der mit dem Ventilkörper 75 zusammenwirkt Die Querschnitte der Ventilsitze 81 bzw. 68 sowie der der Ventilkörper 75 und 70 sowie die Auslegungen der Federn 76 und 83 sind so bemessen, daß die beiden Ventile 65 und 66 bei gleichen Druckverhältnissen im Innenraum 82 des Balkens 67 öffnen oder schließen. Es ist auch ersichtlich, daß die beiden Ventilkörper bei Bewegung auf ihre Ventilsitze im gleichen Sinne schließen und im gleichen Sinne öffnen.

Die Funktion des eben beschriebenen Wasserheizers ist folgende: Bei normalem Betrieb, d. h., bei ausreichendem Wasservordruck in der Speiseleitung 20 und unverkalktcm Wärmetauscher 2. wird das Stellglied 30 in die in der F i g. 1 dargestellte Lage gestellt. Für den Fall der Ausführung nach F i g. 5 sorgt der Vordruck in der Speiseleitung 20 für einen erhöhten Druck im In nenraum 82, so daß das Ventil 65 geschlossen ist. da praktisch der Vordruck auf dem Ventilkörper 75 lastet. Unter der Wirkung dieses Vordrucks in der Kammer 82 öffnet das Ventil 66, da der Ventilkörper 70 gegen die Wirkung der Rückstellfeder 83 abgehoben wird. Als Folge davon fließt durch die Kammer 13 der Wassermangelsicherung 11 eine auf Konstantstrom durch ilen Regler 15 geregelte Wassermenge pro Zeiteinheit in die Leitung 34, sei es durch die Venturidüse 36 oder

über die Leitung 22, den Temperaturwähler 24 und die Leitung 33. Dieser konstant geregelte Wasserstrom fließt durch die Rohre 3 des Wärmetauschers 2, wird dort erhitzt und fließt über die Leitung 40 der Zapfstelle 41 zu. Durch die Leitung 42 fließt kein Wasser. Sollten sich die Vordruckverhältnisse in der Speiseleitung 20 wesentlich erniedrigen, so führt diese Betriebsschaltung des Wasserheiüers dazu, daß gemäß F i g. 1 der unter dem geringeren Vordruck zustande kommende Wasserstrom durch den Konstantstromregler 15 nicht ausreicht, um den Membranteller 9 zu heben, so daß das Gasventil 5, 6 nicht voll öffnen kann. Hierdurch wird der Zapfstelle 41 ein zu kleiner Wasserstrom bei unter Umständen auch noch unzureichender Temperatur zugeführt. Der gleiche Mißstand kann eintreten, wenn infolge kalkhaltigen Wassers der Durchlaßquerschnitt der Rohre 3 des Wärmetauschers 2 verkleinert wird, so daß sich der Strömungswiderstand an dieser Stelle zu stark erhöht. In diesem Fall wird das Stellglied 30 gemäß F i g. 1 nach Ausbau der Temperaturwählerspindel 27 vom Installateur, bzw. beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 4, durch Umlegen des Hebels 62 durch den Benutzer in die in der F i g. 2 dargestellte Lage gebracht. In dieser Lage wird der Strömungswiderstand des Wärmetauschers 2 ausgeschaltet, so daß ein erhöhter Wasserstrom zustande kommt, der aber die Wassermangelsicherung 11 passiert. Hierbei wird erreicht, daß durch Ansprechen der Wassermangelsicherung das Gasventil 5, 6 des Brenners 1 voll öffnet, so daß der durch die Rohre 3 des Wärmetauschers 2 gehende Wasserstrom mit Nennlast des Geräts beheizt wird. Durch den durch die Umgehungsleitung 42 fließenden Umgehungswasserstrom wird eine Beimischung von kaltem Wasser zu dem heißen Wasser der Vorlaufleitung 40 erreicht. Somit steht dem Benutzer wieder ein ausreichender Wasserstrom genügender Temperatur zur Verfugung.

Für den Fall, daß auch Zwischenstellungen möglich sein sollen, führt man das Stellglied 30 gemäß F i g. 3 aus, um so einen Teil des Wasserstroms durch den Temperaturwähler sowohl auf die Leitung 33 als auch auf die Leitung 42 geben zu können. Hiermit kann kleineren Veränderungen der Strömungsvcrhältnissc in

ίο dem Wasserheizer Rechnung getragen werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 ist für den Verbraucher nichts zu tun, da sich die Verteilung der Wasserströme durch den Wärmetauscher bzw. an diesem vorbei nur nach den vorhandenen Druckverhältnissen richtet. Je nach den Druckverhältnissen in der Kammer 82 bzw. nach der Druckdifferenz zwischen dem Druck in dieser Kammer 82 und in der Leitung 42 bzw. in der Leitung 33, öffnen die beiden Ventile 65 und 66 gleichmäßig bzw. schließen gleichmäßig, so daß eine nur von den Druckverhältnissen abhängige Wassermenge pro Zeiteinheit dem Heizkörper bygcpaßt wird. Die Verhältnisse sind hierbei so gewählt, daß das Ventil 66 bei einem Wasserdruck von weniger als 0,5 bar geschlossen bleibt und erst darüber hinaus öffnet. Somit isi sichergestellt, daß bei geringem Vordruck in der Speiseleitung 20 der in jedem Fall vorhandene Strömungswiderstand des Geräts, insbesondere des Wärmetau schers 2, eliminiert wird, so daß der Wassermangels! cherung das Aufdrücken des Gasventils erleichten wird, da der Druckabfall in den in Reihe liegenden Lei tungen kleiner sein wird. Gleichzeitig ist das Ventil 6f so ausgelegt, daß bis zu einem Wasserdruck von 0.5 bai das Ventil bleibt und erst bei einem Druckanstieg dar über schließt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patemansprüche:

1. Durchlauf-Wasserheizer mit einem wasserdurchströmten Wärmetauscher, einer diesen beheizenden Wärmequelle, einer Wassermangelsicherung, einem Konstantwasserstromregler sowie einem Temperaturwähler, der in einer mit der Zuführungsleitung zum Wärmetauschei verbundenen Bypassleitung für eine Venturidüse der Wassermangelsicherung angeordnet ist und in einem Gehäuse einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen der Bypassleitung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Venfilkörper (26) ein Stellglied (30) zugeordnet ist, welches in einer ersten Stellung mit der Zuführungsleitung (34) und in einer zweiten Stellung mit einer Umgehungsleitung (42) zur Vorlaufleitung (40) vom Wärmetauscher (2) verbunden ist.

2. Wasserheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (30) als Hahnküken ausgebildet ist.

3. Wasserheizer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (30) einen von außen zugänglichen Einstellstulzen (61) aufweist.

4. Wasserheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (30) zu beiden Seiten je ein druckgesteuertes Ventil (65.66) zum Sperren bzw. Freigeben der Leitungen (42,33) aufweist.

5. Wasserheizer nach Anspruch 4, dadurch gckennzeichnet, daß diese Ventile (65, 66) im gleichen Sinne und bei gleichem Druck öffnen bzw. schließen.

6. Wasserheizer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (65,66) im Gehäuse (25) des Temperaturwählers (24) angeordnet sind.

7. Wasserheizer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (65, 66) mit dem Zufluß (22) zum Temperaturwähler (24) das Gehäuse 25) T-förmig ausbilden.

8. Wasserheizer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen Arm (67) des Gehäuses (25) eine Schulter (68) vorgesehen ist, die mit einem mit Führungen (69) versehenen Ventilkörper (70) des Ventils (66) korrespondiert, der sich über eine Feder (83) gegen einen Sprengring (7t) abstützt.

9. Wasserheizer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umgehungsleitung (42) mittels eines Sprengrings (78) der Vcntilsitzeinsatz (79) des Ventils (65) gelagert ist, der mit einem Ventilkörper (75) korrespondiert, der sich unter der Wirkung einer Rückstellfeder (76), die sich gleichfalls gegen den Sprengring (78) abstützt, im Ruhezustand gegen einen Gehäuseanschlag (74) legt.