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Thermostatische Mischbatterie Die Erfindung betrifft eine thermostatische
Mischbatterie zum Anschluß an einen Heißwasserbereiter, insbesondere elektrischen
Durchlauferhitzer, mit einem Heißwasser- und einem Kaltwasserventil und mit einer
Einstell- und Regelvorrichtung zur Bestimmung des Mischungsverhältnisses von Warm-
und Kaltwasser.
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Derartige Mischbatterien sind bekannt. Bei bekannten Mischbatterien
erfolgt die Einstellung und Einregelung der gewünschten Solltemperatur dadurch,
daß sowohl das Heißwasserventil als auch das Kaltwasserventil stufenlos verstellt
werden. Ist beispielsweise die Temperatur des Mischwassers höher als der Sollwert,
dann wird das Heißwasserventil teilweise geschlossen und das Kaltwasserventil entsprechend
weiter geöffnet. Die gesamte ausfließende Wassermenge bleibt etwa konstant. Eine
derartige Mischbatterie ist in der deutschen Patentanmeldung B 16 o41 beschrieben.
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Falls eine Mischbatterie der beschriebenen Art am Durchlauferhitzer
angeschlossen wird, entstehen erhebliche Schwierigkeiten, wenn der Wasserdruck schwankt.
Ein Absinken des Wasserdrucks hat zur Folge, daß die Mischwassertemperatur zu hoch
wird, so daß das Heißwasserventil schließt. Der Durchlauferhitzer schaltet sich
ab. Derartige Schaltvorgänge treten häufig auf. Sie stellen nicht nur eine unerwünschte
Belastung des elektrischen Netzes dar, sondern führen auch zu schwer auszuregelnden
Temperaturschwankungen des Mischwassers.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mischbatterie vorzuschlagen, die
auch bei Druckschwankungen zu einer konstanten Mischtemperatur führt und die ein
Ein- und Ausschalten des angeschlossenen Heißwasserbereiters während der Zapfzeit
vermeidet.
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Bei einer Mischbatterie nach der Erfindung ist bei Mischwasserzapfung
das Heißwasserventil stets geöffnet und das Kaltwasserventil ist durch die Regelvorrichtung
einstellbar. Auch wenn der Wasserdruck sinkt und dabei die Temperatur des Mischwassers
ansteigt, bleibt das Heißwasserventil geöffnet. Zum Ausgleich der Temperaturzunahme
wird das Kaltwasserventil durch die Regelvorrichtung weiter geöffnet. Es ist damit
gewährleistet, daß während des Zapfbetriebes der Durchlauferhitzer immer eingeschaltet
bleibt.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das zum Mischen zu verstellende
Kaltwasserventil nur von kaltem Wasser beaufschlagt wird, so daß ein Verkalken,
das zur Verfälschung des Mischungsverhältnisses führen könnte, vermieden ist.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Regelvorrichtung
einen in einer vom Mischwasser durchflossenen Meßkammer angeordneten und mit einem
Medium mit temperaturabhängigem Volumen gefüllten Temperaturfühler auf, der auf
einen Antriebsraum einwirkt. Insbesondere erstreckt sich die Meßkammer im wesentlichen
über die Länge der Mischbatterie und der Temperaturfühler ist von einem gewendelten
Röhrchen gebildet, das längs der Meßkammer verläuft. Die sich hierbei ergebende
große Gesamtlänge des Temperaturfühlers bringt eine hohe Ansprechempfindlichkeit
der Regeleinrichtung. Außerdem lassen sich große Stellkräfte erreichen.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Antriebsraum
vom Heißwasserzulauf und der Meßkammer thermisch isoliert.
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Dadurch ist auch bei langen Zapfzeiten eine wesentliche Erwärmung
des Antriebsraums vermieden, die eine Veränderung der an sich eingestellten Zapftemperatur
zur Folge hätte. Insgesamt ist die Regelvorrichtung als solche unempfindlich gegen
Wasserdruckschwankungen und regelt die eingestellte Solltemperatur auf den gewünschten
Wert, ohne diesen zu verzerren.
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Wenn der Mischbatterie aus irgendeinem Grunde beim Zapfen kein Kaltwasser
sondern nur Heißwasser zufließt, führt dies zu einer gegenüber den einstellbaren
Solltemperaturen erhöhten Erhitzung des Meßfühlers. Dies hat eine extreme Verschiebung
des im Antriebsraum angeordneten Antriebskolbens zur Folge.
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Vorteilhaft wird das Heißwasserventil hierdurch abgesperrt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Zeichnungsbeschreibung und den Unteransprüchen.
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Es zeigen: Figur 1 eine erfindungsgemäße Mischbatterie im Schnitt
längs der Linie I-I nach Figur 2, Figur 2 eine weitere Schnittansicht.
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Die Mischbatterie weist einen Anschlußstutzen 1 für den Anschluß an
eine Kaltwasserleitung auf. Vom Anschlußstutzen 1 wird Kaltwasser durch ein Rohr
2 in eine Kaltwasser-Einlaufkammer 3 geleitet. Es ist ein weiterer Anschlußstutzen
4 zum Anschluß an einen Heißwasserbereiter vorgesehen. Das Heißwasser strömt vom
Heißwasserbereiter durch den Anschlußstutzen 4 in eine Heißwasser-Einlaßkammer 5.
Zwischen den beiden Einlaufkammern 3 und 5 liegt eine Mischkammer 6. Diese steht
über eine Bohrung 7 mit
dem einen Ende einer Meßkammer 8 in Verbindung.
Das andere Ende der Meßkammer führt über eine Ventilkammer 9 eines Mischwasserzapfventils
10 in ein Rohr 11. Das Rohr 11 mündet in den Auslauf 12.
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Zusätzlich ist die Kaltwasser-Einlaufkammer 3 über eine Bohrung 13
mit der Ventilkammer 14 eines Kaltwasser-Zapfventiles 15 verbunden. Die Ventilkammer
14 führt über ein Rohr 16 zum Auslauf 12.
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Die Mischkammer 6 ist gegenüber der Kaltwasser-Einlaufkammer 3 mittles
eines Ventilkörpers 17 und gegenüber der Heißwasser-Einlaufkammer 5 mittels eines
weiteren Ventilkörpers 18 abschließbar. Der Ventilkörper 17 ist auf einem verschieblichen
Bolzen 19 festgelegt. Dieser ist an seiner einen Seite in einer Hülse 20 und an
seiner anderen Seite in einer Nutring-Dichtung 21 gelagert. Mittels einer Druckfeder
22, die sich einerseits gegen einen Anschlag 23 und andererseits gegen einen Falz
der Hülse 20 abstützt, ist der Ventilkörper 17 und der Bolzen 19 in der gezeigten
Lage gehalten. Das den Ventilkörper 17 aufweisende Kaltwasserventil ist also geschlossen.
Der Ventilkörper 18 ist auf dem Bolzen 19 verschiebbar gelagert. Er stützt sich
über eine Druckfeder 24, die zwischen den Ventilkörpern 17 und 18 angeordnet ist,
gegen den Ventilkörper 17 ab. In der gezeichneten Stellung ist auch das den Ventilkörper
18 aufweisende- Heißwasserventil geschlossen.
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Die Meßkammer 8 ist in ihrem mittleren Bereich von einem Rohr 25 gebildet.
In ihrem Inneren erstreckt sich über die gesamte Länge ein Trägerkörper 26, der
an beiden Enden an die Meßkammer abschließenden Teilen 27 und 28 gehalten ist.
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Der Trägerkörper ist-über seine gesamte Länge mit einem Temperaturfühler
29 bewickelt, der von einem Röhrchen gebildet ist, das mit einem sich bei Temperaturerhöhung
ausdehnenden
Medium gefüllt ist. Der Temperaturfühler 29 ist durch
eine Bohrung des Teiles 27 abgedichtet nach außen geführt und von außen an einen
Antriebsraum 30 angeschlossen. In dem von einem weiteren Rohr 31 gebildeten Antriebsraum
ist ein Antriebskolben 32 und ein Einstellkolben 33 angeordnet. Beide Kolben 32
und 33 sind an Kolbenstangen 34 und 35 befestigt. Die Kolbenstange 35 ragt durch
eine Bohrung 36 einer Schraube 37, die das Rohr 31 abstützt. Die Kolbenstange 34
fluchtet mit dem Bolzen 19 und kann über eine öffnung 38 an diesen anschlagen. In
der in der Figur gezeigten Stellung schlägt die Kolbenstange 34 nicht an den Bolzen
19 an.
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Der Antriebsraum 30 ist sowohl hinsichtlich des Kolbens 33 gegenüber
der Bohrung 36 als auch hinsichtlich des Kolbens 32 gegenüber der Öffnung 38 mittels
je eines Faltenbalges 39 und 40 abgedichtet.
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An die Kolbenstange 35 ist ein mittels eines Einstellgliedes 41 längsverstellbarer
Schieber 42 anschlagbar.
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Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, weist die Mischbatterie einen
oberen und einen unteren Grundkörper 43 und 44 auf. Diese Grundkörper sind Gußteile.
Sie sind über die in sie eingesetzten Rohre 2, 25, 31 miteinander verbunden.
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Das in beiden Gußkörpern anschlagende Rohr 25 legt den Abstand der
Grundkörper fest. Die gegenseitige Verspannung erfolgt über die Teile 27 und 28
. Die Vorteile dieser Gestaltung bestehen zum einen darin, daß die Gußteile relativ
einfache Formen aufweisen und die Montage unkompliziert ist. Zum anderen ist von
Vorteil, daß die Rohre thermisch voneinander isoliert sind. Das Mischwasser führende
Rohr 25,
in dem der Tperaturfühler 29 angeordnet ist, ist beabstandet
von dan RDhr 31, das den Antriebsraum 30 enthält, so daß nur über die Grundkörper
43 und 44 ein geringer Wärmeübergang stattfinden kann. tn eine bei sehr langer Zapfdauer
auftretende Erwärmung des Rohres 31 auszuschließen, ist zusätzlich zwischen dem
Kaltwasser führenden Rohr 2 und dem Rohr 31, das den Antriebsraum 30 bildet, eine
Wärmebrücke 45 vorgesehen.
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Außerdem ist die erfindungsgemäße große Länge der Meßkammer 8 günstig,
da sich der Temperaturfühler 29 bezogen auf sein Volumen mit großer Oberfläche unterbringen
läßt.
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Auf dem Rohr 25 sitzt ein weiterer Gußkörper 46, der den Auslauf 12
bildet.
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Zwischen den Gußkörper 46 und den Grundkörper 43 bzw. 44 ist das Rohr
11 bzw. 16 eingesteckt.
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Die beschriebene Mischbatterie arbeitet folgendermaßen: In den Figuren
ist die Mischbatterie bei Raumtemperatur abgeschaltet dargestellt.
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Das Kaitwasserventil (Ventilkörper 17) ist geschlossen. Die Druckfeder
22 ist so bemessen, daß das Kaltwasserventil auch bei dem maximal zulässigen Kaltwasserddck
geschlossen bleibt und sich nicht unter dem Druck des Kaltwassers öffnet. Auch das
Heißwasserventil (Ventilkörper 18) ist geschlossen. Zwischen dem Bolzen 19 und der
Kolbenstange 34 besteht ein Spiel. Die Kolbenstange 35 liegt nicht an dem Schieber
42 an.
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Wird das Mischwasserzapfventil geöffnet, dann wird der Ventilkörper
18 unter dem Druck des Heißwassers gegen die Kraft der Druckfeder 24 verschoben.
Das Heißwasserventil ist geöffent. Heißwasser strömt in die Mischkammer 6 und von
dort in die Meßkammer 8. Dabei wird der Temperaturfühler 29 erwärmt und das Medium
in seinem Inneren dehnt sich aus und verdrängt die Kolben 32 und 33 im Antriebsraum
30. Der Einstellkolben 33 hammt mit seiner Kolbenstange 35 zum Anschlag an den Schieber
42. Die Kolbenstange 34 des Antriebskolbens 32 hat zum Anschlag an dem Bolzen 19.
Die Einstellung ist etwa so getroffen,
0 daß dies bei einer Temperatur
von 35 C in der Meßkammer erfolgt.
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Eine weitere temperaturabhängige Ausdehnung des Mediums im Temperaturfühler
29 hat zur Folge, daß der Antriebskolhen 32 weiterbewegt wird. Der am Bolzen 19
festgelegte Ventilkörper 17 wird gegen die Kraft der Druckfeder 22 verschoben. Der
Kaltwasserzulauf in die Mischkammer 6 ist dadurch eingeleitet. Der Ventilkörper
18 wird nicht geschlossen, sondern läßt nach wie vor das in einem Heißwasserbereiter
erhitzte Wasser in die Mischkammer 6 und die Meßkammer 8 einströmen. Es ergibt sich
am Auslauf 12 die am Einstellglied 41»investellte Mischwassertemperatur.
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Soll die Auslauftemperatur erniedrigt werden, dann wird das Einstellgliled
41 so verdreht, daß der Schieber 42 den Einstellkolben 33 nach unten bewegt. Dies
hat ein stärkeres öffnen des Ventilkörpers 17 zur Folge, so daß mehr Kaltwasser
in die Meßkammer einströmt. Wegen der hierbeisinkenden Temperatur verkleinert sich
das Ausdehnungsvoluinen des Mediums im Temperaturfühler 29, so daß der Ventilkörper
17 aus seiner öffnungsstellung etwas zurückgeht. Es ist jetzt die gewünschte Auslauftemperatur
eingestellt. Ist eine höhere Temperatur gewünscht, dann wird das Einstellglied 41
entgegengesetzt so gedreht, daß der Schieber 42 sich von der Kolbenstange 35 wegbewegt.
Dies hat eine Verkleinerung der Kaltwasser-Durchflußmenge zur Folge. Deshalb steigt
die Temperatur in der Meßkammer 8 und die infolge dessen auftretende Volumenvergrößerung
führt zu einer gegenüber der letztgenannten Verkleinerung geringen Vergrößerung
der dem Heißwasser beigemischten Kaltwassermenge. Hierdurch ist gerade die gewünschte
Temperatur eingestellt. Selbstverständlich ist die beigemischte Kaltwassermenge
jetzt kleiner als bei der im vorhergehenden Absatz beschriebenen Einstellung.
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Falls das Kaltwasser ausfällt, führt dies bei jeder Einstellung des
Einstellkolbens 33 zu einer extremen Verschiebung des Antriebskolbens 32. Durch
diese extreme Verschiebung wird der Ventilkörper 17 bzw. die Bolzenstange 19 so
weit bewegt, daß er gegen den Ventilkörper 18 drückt und das Heißwasserventil dadurch
geschlossen wird. Das Austreten von Heißwasser mit unzulässig hoher Temperatur ist
dadurch vermieden.
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Für den Fall, daß nur Kaltwasser gezapft werden soll, wird dies durch
öffnen des Kaltwasser-Zapfventils 15 erreicht.
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Der Ventilkörper 17 bleibt dabei in seiner Schließstellung.
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Die große Oberfläche des Temperaturfühlers 19 führt zu einer großen
Ansprechempfindlichkeit der Regelvorrichtung, so daß sich die gewünschte Mischwassertemperatur
sehr schnell einstellt. Ein Abwandern der Mischwassertemperatur bei sehr langer
Zapfzeit durch Erwärmung der Antriebskammer ist durch die thermisch isolierte Anordnung
der Antriebskammer und die zwischen der Kaltwasserleitung und der Antriebskammer
vorgesehene Wärmebrücke erreicht.
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Die Abdichtung des Antriebsraumes 30 gegenüber den anschließenden
Räumen ist auf einfache Weise durch die Faltenbälge 39 und 40 gegeben.