DE3724068A1 - Vorrichtung bei einem warmwasserbereiter zum vermeiden des tropfens - Google Patents
Vorrichtung bei einem warmwasserbereiter zum vermeiden des tropfensInfo
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- F24H1/188—Water-storage heaters with means for compensating water expansion
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bei einem
Warmwasserbereiter zum Vermeiden des Tropfens an seinem
zur Umgebung offenen Überlauf beim Aufheizen des
Wasserspeichers, mit einer Wasserstrahlpumpe im
Kaltwasserzulauf des Wasserspeichers, die beim öffnen des
im Wasserweg vor dem Wasserspeicher liegenden Zapfventils
Wasser an einer Ansaugöffnung aus einer Kammer absaugt,
wobei nach dem Schließen des Zapfventils Wasser über die
Ansaugöffnung in die Kammer zurückfließt.
Eine derartige Vorrichtung ist in dem DE-GM 19 69 259
beschrieben. Beim öffnen des Zapfventils wird Warmwasser
aus dem Speicherbehälter über den Überlauf
herausgedrückt. Gleichzeitig wird aus der Kammer ein
gewisses Wasservolumen über eine Ansaugleitung abgesaugt.
Die Kammer liegt dabei tiefer als der Wasserspiegel im
Überlauf. Wird das Zapfventil geschlossen, dann fließt
unter dem statischen Druck des Wasserspiegels im Überlauf
Wasser in die Kammer zurück. Wird das Wasser im
Wasserspeicher anschließend wieder aufgeheizt, vergrößert
sich sein Volumen. Es kommt jedoch nicht zu einem
Austropfen von Wasser aus dem Überlauf, da der
Wasserspiegel im Überlauf durch das in die Kammer
zurückgeflossene Wasser abgesenkt ist. Damit ist das vom
Benutzer als störend empfundene Tropfen beim Aufheizen
verhindert. Gleichzeitig ist auch die mit dem Austropfen
verbundene erhöhte Verkalkungsgefahr des Überlaufs
verringert und ein Energieverlust vermieden.
Bei dem DE-GM 19 69 259 kann über eine Luftdruck-
Ausgleichsleitung der Kammer Wasser austreten, wenn das
Zapfventil geöffnet ist und der Überlauf aus
irgendwelchen Gründen geschlossen wird. Dies ist
unerwünscht. Außerdem steht über die Ausgleichsleitung
das Wasser in der Kammer immer mit der Umgebungsluft im
Bodenbereich des Montageraumes des Untertischgerätes in
Verbindung. Dies sollte aus Gründen der Hygiene vermieden
werden. Denn über die Ausgleichsleitung können Partikel
in die Kammer gelangen, die sich dann im Wasser der
Kammer absetzen und beim Absaugen in den Wasserspeicher
gelangen. Im übrigen fördert eine solche Verbindung
Korrosionserscheinungen im Wasserspeicher.
Ein weiterer Nachteil bei der bekannten Vorrichtung
besteht darin, daß, sobald das Wasserzapfventil einmal
nicht völlig dicht verschlossen ist, Wasser, welches
nun für den Benutzer unbemerkt in den
Tropfwasser-Sammelbehälter eindringt, aus diesem
schließlich z.B. über Nacht überläuft und es somit zu
einem erheblichen Wasserschaden kommen kann.
Besonders nachteilig wirkt sich die offene Verbindung der
Kammer mit der Umgebungsluft aus, wenn bei einem längeren
Zapfvorgang die Kammer leergesaugt ist, so daß
Umgebungsluft direkt in den Wasserspeicher eintritt. Dies
soll nach dem DE-GM 19 69 259 zwar dadurch vermieden
werden, daß die Ansaugleitung bis zum Boden der Kammer
geführt und das Volumen der Kammer hinreichend groß,
sowie die Ansaugleistung der Wasserstrahlpumpe
hinreichend schwach ist. Dies setzt jedoch ein
vergleichsweise großes Volumen der Kammer voraus. Ein
solches ist aus baulichen Gründen unerwünscht. Außerdem
führt die bis zum Grund der Kammer reichende
Ansaugleitung zu einer beträchtlichen Saughöhe.
Wird bei der Vorrichtung nach dem DE-GM 19 69 259 am
Zapfventil nur eine im Vergleich zur maximalen
Wasserdurchflußmenge kleine Wasserdurchflußmenge
eingestellt, dann ist die Wasserstrahlpumpe bzw.
Venturidüse wirkungslos. Dies stört zwar in solchen
Fällen, in denen die Kammer aufgrund ihres großen
Volumens nur teilweise gefüllt ist kaum, da sie dann
immer noch genügend Luftraum aufweist, um das beim
nachfolgenden Aufheizen auftretende Ausdehnungswasser
aufzunehmen. Ist jedoch die Kammer voll, dann wird nach
einer Einstellung des Zapfventils auf sehr geringe
Durchflußmenge das danach aus dem Überlauf
zurückfließende Wasser aus der Ausgleichsöffnung
austreten. Damit sind die Probleme des Austropfens
lediglich von dem Überlauf auf die Ausgleichsleitung
verlagert. In der DE-PS 21 254 ist zwar eine
selbstregulierende Luftinjektordüse beschrieben. Mit
dieser soll jedoch lediglich erreicht werden, daß Luft in
größerer oder kleinerer Menge mit konstanter
Geschwindigkeit eingeblasen wird.
Bei der Vorrichtung nach dem DE-GM 19 69 259 ist die
Inbetriebnahme problematisch. Denn nach der Montage muß
in die Kammer zunächst Wasser eingefüllt werden. Dies
kann zwar dadurch geschehen, daß bei geöffnetem
Zapfventil der Überlauf geschlossen wird. Es ist jedoch
damit kaum ein gewünschter Wasserstand in der Kammer
erreichbar. Wird die Kammer gefüllt bis Wasser aus der
Ausgleichsleitung austritt, dann ist damit zu rechnen,
daß im Betrieb zurückfließendes Wasser bald aus der
Ausgleichsleitung austritt.
In der DE-PS 7 04 311 ist eine Wasserstrahlpumpe
beschrieben, die Luft aus der Umgebung ansaugt, welche im
Wasserspeicher im Bereich des Überlaufs ein Luftpolster
bildet. Dies ist aus den genannten Gründen unzweckmäßig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der
eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der im Betrieb
kein Wasser aus der Kammer in die Umgebung austritt, bei
der Luft nicht in den Wasserspeicher eintritt, bei der
das Wasservolumen der Kammer klein ist und die einfach in
Betrieb zu nehmen ist.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Vorrichtung
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die
Ansaugöffnung gegen die Umgebung wenigstens dann
abgeschlossen ist, wenn das Wasser aus der Kammer gesaugt
ist, und daß der wasseraufnehmende Raum der Kammer gegen
die Umgebung wenigstens dann abgeschlossen ist, wenn die
Kammer wassergefüllt ist.
Eine zweite Lösung der Aufgabe ist dadurch
gekennzeichnet, die Wasserstrahlpumpe und vorzugsweise
auch die Kammer im Wasserweg nach der das Zapfventil
aufweisenden Zapfarmatur unterhalb der Austrittsöffnung
des Überlaufs angeordnet ist.
Bei beiden Lösungen ist erreicht, daß einerseits im
Betrieb praktisch keine Luft in den Wasserspeicher
gelangt und andererseits aus der Kammer kein Wasser in
die Umgebung austritt. Außerdem kann das Volumen der
Kammer vergleichsweise klein sein. Denn der für die
Wasseraufnahme in der Kammer zur Verfügung stehende Raum
braucht nicht mehr Wasser aufzunehmen als beim
Aufheizvorgang Ausdehnungswasser maximal auftritt.
Darüber hinaus erfordert die Inbetriebnahme der
Vorrichtung nach der Installation des Warmwasserbereiters
keine besonderen Maßnahmen.
In Ausgestaltung beider Lösungen der Erfindung kann bei
einer Gruppe von Ausführungsbeispielen die Kammer von
einem nur zur Ansaugöffnung der Wasserstrahlpumpe offenen
Behälter gebildet.
Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen weist
die Kammer eine Luftdruck-Ausgleichsöffnung auf. Dabei
ist in der Kammer ein flexibles Trennglied befestigt, das
die Ausgleichsöffnung von der Ansaugöffnung hermetisch
trennt und das sich mit dem Wasserstand in der Kammer
mitbewegt. Das flexible Trennglied ist eine Folie oder
eine ballonartige Blase.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist in der Kammer
ein Schwimmerkörper angeordnet, der in seiner oberen
Anschlagstellung die Luftdruck-Ausgleichsöffnung und in
seiner unteren Anschlagstellung die Ansaugöffnung
verschließt.
Mit dem Zapfventil sind sehr unterschiedliche
Durchflußmengen, beispielsweise im Bereich von 0,5 l/min
bis 5 l/min, einstellbar. Um zu gewährleisten, daß die
Wasserstrahlpumpe auch noch bei sehr kleiner
Durchflußmenge Wasser aus der Kammer saugt, ohne daß sie
für große Durchflußmengen eine enge Drosselstelle
darstellt, weist in bevorzugter Ausgestaltung der
Erfindung die Wasserstrahlpumpe ein sich in Abhängigkeit
von deren Zapfventil eingestellten Wasserdurchflußmenge
verstellendes Düsenteil auf, wobei bei kleinerer
Wasserdurchflußmenge in der Wasserstrahlpumpe ein engeres
Wasserdurchflußprofil besteht als bei einer größeren
Wasserdurchflußmenge. Es wird dadurch auch bei kleinen
Wasserdurchflußmengen Wasser aus der Kammer abgezogen, so
daß nach dem Abschalten des Zapfventils Wasser in die
Kammer zurückfließt und danach im Überlauf hinreichend
Raum zur Aufnahme des Ausdehnungswassers zur Verfügung
steht. Die Kammer braucht also nicht so groß ausgelegt zu
werden, daß sie das nach einem Zapfvorgang mit einer
kleinen Wasserdurchflußmenge rückfließende Wasser
zusätzlich aufnimmt.
Die Vorrichtung nach beiden Lösungen kann bei
Warmwasserbereitern mit offenem Überlauf verwendet
werden, die zur Montage unter der Zapfstelle bestimmt
sind (Untertischgerät). Sie kann nach der erstgenannten
Lösung auch bei solchen Warmwasserbereitern Verwendung
finden, die zur Montage über der Zapfstelle bestimmt sind
(Übertischgerät).
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 einen Warmwasserbereiter unter einer Zapfstelle
mit außerhalb des Warmwasserbereiters angeordneten
Vorrichtung zum Vermeiden des Tropfens nach der ersten
Lösung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht entsprechend Fig. 1,
Fig. 3 einen Warmwasserbereiter mit in ihm integrierter
Vorrichtung,
Fig. 3a einen Schnitt längs der Linie a-a nach Fig. 3,
Fig. 4-7 Ausführungsbeispiele der Vorrichtung, wobei
die Kammer der Vorrichtung nur zu deren
Wassserstrahlpumpe offen ist,
Fig. 8 und 9 Ausführungsbeispiele, bei denen die Kammer
eine Luftdruck-Ausgleichsöffnung aufweist und in ihr ein
flexibles Trennglied angeordnet ist,
Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit
einem Schwimmer,
Fig. 11 eine Ausführung einer Wasserstrahlpumpe mit
veränderlichem Wasserdurchflußprofil,
Fig. 12 ein Ausführungsbeispiel der zweiten Lösung,
wobei die Vorrichtung über der Zapfarmatur im
Überlaufrohr integriert ist,
Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel der zweiten Lösung,
wobei die Vorrichtung als separate Baugruppe zwischen die
Zapfarmatur und das Überlaufrohr eingesetzt ist und
Fig. 13a einen Schnitt längs der Linie a-a nach Fig. 13.
Fig. 14 eine Variante der Wasserstrahlpumpe mit
angeschlossenen Innenrohr
Ein Niederdruck-Warmwasserbereiter (1) ist unter einer
Zapfstelle (2) montiert, an der eine Zapfarmatur (3) mit
einem Überlauf (4) angeordnet ist. Die Zapfarmatur (3)
weist ein Zapfventil (5) auf, mit dem die gewünschte
Wasserdurchflußmenge einstellbar ist. Sie ist mit einem
Mischventil (6) versehen, mit dem ein Warm-/Kaltwasser
Mischverhältnis wählbar ist.
Die Zapfarmatur (3) ist über ein Eckventil (7) mit dem
Wassernetz verbunden. Von ihr führt in einen
Wasserspeicher (8) des Warmwasserbereiters (1) ein
Kaltwasserzulauf (9). Aus dem Wasserspeicher (8) führt eine
zum Überlauf (4) offene Warmwasserleitung (10).
In bzw. an dem Kaltwasserzulauf (9) ist nach den Fig. 1
bis 3 eine Vorrichtung (11) angeordnet, die eine
Wasserstrahlpumpe (12) und eine Kammer (13) aufweist. Beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Vorrichtung (11)
außerhalb des Warmwasserbereiters (1) angeordnet. Damit
ist die Vorrichtung nachträglich auch bei schon
installierten Warmwasserbereitern (1) nachrüstbar. Beim
Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Vorrichtung (11)
im Warmwasserbereiter (1) integriert. In einer weiteren
Ausgestaltung wäre es auch möglich, die
Wasserstrahlpumpe (12) der Vorrichtung (11) in die
Zapfarmatur (3) zu integrieren. Die Wasserstrahlpumpe (12)
ist mit der Kammer (13) über eine Ansaugöffnung (14)
verbunden.
Die Wasserstrahlpumpe (12) und die Kammer (13) liegen bei
allen beschriebenen Ausführungsbeispielen unterhalb des
Wasserspiegels, der sich oben im Überlauf (4) einstellt.
Damit ist gewährleistet, daß Wasser aus dem Überlauf (4)
über die Ansaugöffnung (14) in die Kammer (13)
zurückfließen kann. Bei den Ausführungsbeispielen nach
den Fig. 4 bis 10 und 12, 13 liegt die
Ansaugöffnung (14) etwa in der Höhe des Bodens der
Kammer (13). Dadurch ist zum Absaugen des Wassers nur eine
geringe Saugleistung erforderlich. Dies ist jedoch nicht
notwendig. Dementsprechend liegt beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 3 der Boden der Kammer (13) unterhalb der
Ansaugöffnung (14).
Das Volumen der Kammer (13) beträgt - soweit es Wasser
aufzunehmen vermag - etwa 3% des Volumens des
Wasserspeichers (8). Es ist also etwa gleich dem Volumen,
um das das Wasser im Wasserspeicher (8) zunimmt, wenn es
von Kaltwassertemperatur auf Heißwassertemperatur
aufgeheizt wird.
Die allen Ausführungsbeispielen gemeinsame Funktionsweise
ist etwa folgende:
Wird das Zapfventil (5) geöffnet und ist das
Mischventil (6) auf Warmwasserzapfung eingestellt, dann
fließt durch den Kaltwasserzulauf (9) Wasser. Dieses
drückt aus dem Wasserspeicher (8) Warmwasser über die
Warmwasserleitung (10) zum Überlauf (4). Die bei den
Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 in dem
Kaltwasserzulauf (9) und bei den Ausführungsbeispielen
nach den Fig. 12, 13 in dem Überlauf (4) angeordnete
Wasserstrahlpumpe (12) saugt über die Ansaugöffnung (14)
Wasser aus der Kammer (13). Die Vorrichtung (11) steht
dabei nur unter dem Fließdruck des Wassers.
Wird das Zapfventil (5) geschlossen, dann ist die
Vorrichtung (11) vom Netzdruck frei. Es fließt Wasser aus
dem Überlauf (4) über die Ansaugöffnung (14) in die
Kammer (13) infolge des statischen Drucks der Wassersäule
im Überlauf (4) zurück, so daß der Wasserspiegel im
Überlauf (4) bzw. in der Warmwasserleitung (10)
entsprechend absinkt.
Wird dann das dem Wasserspeicher (8) zugeführte Kaltwasser
aufgeheizt, dann ergibt sich eine Volumenzunahme. Dieses
Ausdehnungswasser kann dann in der Warmwasserleitung (10)
bzw. im Überlauf (4) hochsteigen, ohne daß es zu einem
Austropfen an der Austrittsöffnung (4′) des Überlaufs (4)
kommt.
Die gleiche Wirkungsweise ergibt sich im Falle der
Fig. 1 bis 3 auch bei solchen Warmwasserbereitern, die
über der Zapfstelle (2) montiert sind (Übertischgerät).
Hier sinkt beim Zurückfließen des Wassers in die
Kammer (13) der Wasserspiegel im Wasserspeicher (8).
Wird nur Kaltwasser gezapft, dann fließt kein Wasser
durch den Kaltwasserzulauf (9) und bei den
Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 - die
Wasserstrahlpumpe (12). Diese ist somit wirkungslos.
Dementsprechend fließt kein Wasser in die Kammer (13)
zurück. Dies ist auch nicht erforderlich, da dem
Wasserspeicher (8) kein Kaltwasser zugeführt wurde, so daß
im Regelfall nicht mit einem Nachheizen und damit auch
nicht mit Ausdehnungswasser zu rechnen ist. Um in
Sonderfällen zu vermeiden, daß durch eine
Kaltwasserzapfung ein in der Warmwasserleitung (10)
abgesenkter Wasserspiegel angehoben wird, kann im
Überlauf (4) ein zusätzlicher Schlauch (15) (vgl. Fig. 2)
angeordnet sein, der mit der Warmwasserleitung (10)
verbunden ist. Es ist dadurch erreicht, daß nur nach
einer Warmwasserzapfung Wasser in die Kammer (13)
zurückfließt. Bei Warmwasserbereitern, die oberhalb der
Zapfarmatur (3) angeordnet sind, erübrigt sich diese
Maßnahme. Denn dort kann bei einer Kaltwasserzapfung
Wasser ohnehin nicht in den Wasserspeicher (8) gelangen.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 12 und 13
fließt auch bei einer Kaltwasserzapfung Wasser durch die
Wasserstrahlpumpe (12), so daß auch in diesem Fall Wasser
aus der Kammer (13) abgesaugt wird.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 bis 7
ist die Kammer (13) von einem Behälter (16) gebildet, der
nur zur Ansaugöffnung (14) offen ist. Im Betrieb - nach
der Inbetriebnahme - kann also keine Luft aus der
Umgebung in den Wasserspeicher (8) gesaugt werden. Das
Wasser im Behälter (16) ist immer gegen die Umgebung
abgeschlossen. Es kann somit nicht aus dem Behälter (16)
in die Umgebung austreten.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 und 5
ist das Volumen des Behälters konstant. Es ändert sich im
Betrieb nicht. Oben in den Behältern (16) befindet sich
über dem Wasserspiegel ein Luftpolster. Wegen des
Luftpolsters ist das Volumen dieser Behälter (16) größer
zu wählen als bei den folgenden Ausführungsbeispielen.
Durch die Wasserstrahlpumpe (12) wird nur bei der ersten
Inbetriebnahme zunächst Luft aus dem Behälter evakuiert,
so daß in diesem ein Unterdruck entsteht. Das nach dem
Schließen des Zapfventils (5) zurückfließende Wasser füllt
den Behälter (16) teilweise, wobei dies durch den
Unterdruck im Behälter (16) unterstützt wird.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der
Behälter (16) starr. Oben ist an ihm ein
Belüftungsventil (17) angeordnet, das nur dann geöffnet
wird, wenn sich nach längerer Betriebszeit die Luft des
Behälters (16) im Wasser gelöst hat, so daß kein
Luftpolster mehr vorhanden ist. Im Normalfall ist das
Belüftungsventil (17) geschlossen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der
Behälter (16) von einem biegbaren Rohr gebildet. Dieses
läßt sich bei der Montage parallel zum
Kaltwasserzulauf (9) verlegen und somit leicht in einem
Freiraum unter der Zapfstelle (2) unterbringen.
Es kann auch elastisch ausgebildet sein, so daß es sich
bei Unterdruck zusammen zieht.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist der
Behälter (16) von einem ballartigen Hohlkörper gebildet,
dessen Wandung federelastische Eigenschaften aufweist.
Bei der Inbetriebnahme wird der Ball mit Wasser gefüllt.
Beim Absaugen von Wasser verformt er sich entsprechend,
um beim Zurückfließen von Wasser dann wieder seine
Ausgangsform anzunehmen. Die federelastische Form-
Rückstellkraft begünstigt das Zurückfließen von Wasser,
ist jedoch im Prinzip nicht erforderlich.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 weist der
Behälter (16) eine flexible Kammerwandung auf. Er ist von
einem Faltenbalg gebildet, der praktisch keine eigene
Form-Rückstellkraft aufweist. Die Form des Faltenbalgs
folgt dem durch die Wasserstrahlpumpe (12) abgesaugten und
dem zurückfließenden Wasser.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 weist die
formstabile Kammer (13) eine Luftdruck-
Ausgleichsöffnung (18) auf. Diese ist mittels eines
flexiblen Trenngliedes von der Ansaugöffnung (14)
hermetisch getrennt. Das Trennglied ist von einem
Faltenbalg (19) gebildet, dessen Innenraum nur zur
Ausgleichsöffnung (18) offen ist. Er ist an der
Ausgleichsöffnung (18) befestigt. Der Raum zwischen dem
Faltenbalg (19) und der Wandung der Kammer (13) ist der
wasseraufnehmende Raum. Der Faltenbalg (19) ist so
dimensioniert, daß er die Kammer (13) praktisch
spannungsfrei ausfüllen kann. Wird mittels der
Wasserstrahlpumpe (12) Wasser aus der Kammer (13)
abgesaugt, dann folgt der Faltenbalg (19) dem sinkenden
Wasserspiegel unter dem Luftdruck der Umgebung. Fließt
Wasser in die Kammer (13) zurück, dann geht der
Faltenbalg (19) mit dem Wasser mit, wobei sich sein
Innenraum entsprechend verkleinert. Anstelle des
Faltenbalgs kann auch eine andere flexible Gummiblase
verwendet werden. Es ist auch möglich, den Faltenbalg (19)
nicht an der Ausgleichsöffnung (18), sondern an der mit
der Ansaugöffnung (14) verbundenen Öffnung (20) der
Kammer (13) festzulegen. Sein Innenraum dient dann der
Wasseraufnahme.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist ein Fig. 8
ähnliches Ausführungsbeispiel gezeigt. Hier bildet der
Innenraum einer Gummiblase (21) den wasseraufnehmenden
Raum. Die Kammer (13) ist einstückig mit dem geblasenen
Kunststoff-Wasserspeicher (8) hergestellt. An ihr ist die
Luftdruck-Ausgleichsöffnung (18) vorgesehen. Die
Wasserstrahlpumpe (12) saugt Wasser aus der flexiblen
Gummiblase (21) nach oben ab. Dementsprechend verkleinert
sich das Volumen der Gummiblase (21) und Luft tritt durch
die Ausgleichsöffnung (18) in die Kammer (13) ein. Beim
Zurückfließen von Wasser vergrößert sich das Volumen der
Gummiblase (21) und Luft wird durch die
Ausgleichsöffnung (18) ausgedrückt.
Ein Fig. 8 funktionsgleiches Ausführungsbeispiel ist in
Fig. 9 dargestellt. Hier umschließt jedoch die
Kammer (13) den Kaltwasserzulauf (9) im Bereich der
Wasserstrahlpumpe (12). Damit ist ein besonders kompakter
Aufbau erreicht.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist in der
Kammer (13) ein Schwimmer (22) angeordnet. An der
Ausgleichsöffnung (18) und an der dieser
gegenüberliegenden Öffnung (20) der Kammer (13) ist ein der
Form des Schwimmers (22) angepaßter Ventilsitz
ausgebildet. Der Schwimmer (22) ist eng in der Kammer (13)
geführt. Wird mittels der Wasserstrahlpumpe (12) Wasser
aus der Kammer (13) abgesaugt, dann sinkt der
Schwimmer (22) nach unten bis er die Öffnung (20)
verschließt. Damit ist auch die Ansaugöffnung (14) gegen
die Umgebung abgeschlossen. Fließt Wasser in die
Kammer (13) zurück, dann steigt der Schwimmer (22) mit bis
er die Ausgleichsöffnung (18) verschließt. Die Wandungen
des Schwimmers (22) können flexibel sein, so daß er sich
in seinen beiden Endstellungen dicht an die Wandung der
Kammer (13) anlegt.
Auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist
verhindert, daß im Betrieb Luft in den Wasserspeicher (8)
angesaugt wird. Es ist auch vermieden, daß Wasser aus der
Kammer (13) in die Umgebung austreten kann.
Die Wasserstrahlpumpe (12) ist so dimensioniert, daß sie
bei größeren Durchflußmengen kein zu enges
Durchflußprofil aufweist. Dies hat zur Folge, daß sie bei
sehr kleinen Wasserdurchflußmengen nicht mehr wirksam
ist. Nach Fig. 11 ist die Wasserstrahlpumpe (12) mit
einem Düsenteil (23) versehen, welches sich in
Abhängigkeit von der am Zapfventil (5) eingestellten
Wasserdurchflußmenge verstellt. Beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 11 ist das Düsenteil (23) an einer
Druckfeder (24) gelagert. Fließt kein Wasser im
Kaltwasserzulauf (9), dann drückt die Druckfeder (24) das
Düsenteil (23) gegen einen Dichtsitz (25). Fließt Wasser
durch den Kaltwasserzulauf (9), dann wird das
Düsenteil (23) gegen die Kraft der Druckfeder (24) vom
Sitz (25) abgehoben, so daß ein mit zunehmender
Wasserdurchflußmenge weiter werdendes
Wasserdurchflußprofil (26) entsteht. Damit ist erreicht,
daß die Wasserstrahlpumpe (12) auch bei kleinen
Wasserdurchflußmengen, beispielsweise 0,5 l/min, noch
Wasser über die Ansaugöffnung (14) aus der Kammer (13)
ansaugt.
Zusätzlich ist das Düsenteil (23) an einer Achse (27)
gelagert, die mittels eines Gewindes (28) axial
verstellbar ist. Damit ist bei der Inbetriebnahme eine
Grundstellung des Düsenteils (29) einstellbar.
Anstelle der Druckfeder (24) und des formstabilen
Düsenteils (23) kann auch ein Düsenteil aus Gummi
vorgesehen sein, das bei zunehmendem Fließdruck das
Wasserdurchflußprofil (26) weiter öffnet.
Es ist auch möglich, bei der in den Fig. 3 bis 10
dargestellten Wasserstrahlpumpe (12) eine Anpassung des
Wasserdurchflußprofils (26) an den Fließdruck zu
erreichen. Hierfür kann deren Düsenteil (29) aus einem
federelastischen Material, beispielsweise Gummi,
bestehen.
In einer anderen Ausführung kann das Düsenteil (23) oder
das Düsenteil (29) mechanisch mit dem Zapfventil (5) und
dem Mischventil (6) so gekoppelt werden, daß entsprechend
der Durchflußmenge eine entsprechende Änderung des
Wasserdurchflußprofils (26) erfolgt.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 12 und 13
ist die Wasserstrahlpumpe (12) im Wasserweg nach der
Zapfarmatur (3) angeordnet. Sie liegt an dem Auslauf (30)
der Zapfarmatur (3), an dem je nach der Stellung des
Mischventils (6) Kaltwasser und Warmwasser gemeinsam
austreten. Somit ist die Wasserstrahlpumpe (12) auch dann
wirksam, wenn nur Kaltwasser gezapft wird. Auch hier ist
die Verkalkungsgefahr der Wasserstrahlpumpe gering, da
nur in seltenen Fällen heißestes Wasser gezapft wird.
Etwa von der Wasserstrahlpumpe (12) angesaugte Luft kann
nicht in den Wasserspeicher (8) gelangen. Bei der
Inbetriebnahme sind keine besonderen Maßnahmen
erforderlich.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 ist die
Wasserstrahlpumpe (12) unten in dem Überlauf (4) selbst
angeordnet. Mit ihr ist ein Innenrohr (31) verbunden das
zur Austrittsöffnung (4′) geführt ist. Die Kammer (13) ist
in der Umgebung des Innenrohrs (31) von dem Überlauf (4)
selbst gebildet. Sie ist an der Austrittsöffnung (4′)
ebenfalls offen. Sollte in Sonderfällen hier aus der
Kammer (13) Wasser austreten, beispielsweise wenn das
Innenrohr an der Austrittsöffnung (4′) bei geöffnetem weil
das Wasser lediglich zur Zapfstelle (2) fließt. Dies kann
sogar günstig sein, weil dadurch vermieden ist, daß sich
im Wasserspeicher (8) ein unerwünschter Überdruck aufbaut.
Um dies sicherzustellen kann das Innenrohr (31) die
Austrittsöffnung geringfügig überragen, so daß bei einem
etwaigen Verschließen des Innenrohrs (31) nicht, auch die
Kammer (13) verschlossen wird.
Zum Nachrüsten einer Zapfarmatur (3) braucht nur der
bisherige Überlauf durch einen Überlauf nach Fig. 12
ausgetauscht zu werden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 ist in den
Auslauf (30) der Zapfarmatur (3) ein Behälter (32)
abgedichtet eingesetzt. Im Behälter (32) ist ein
ringförmiger Einsatz (33) angeordnet, der zusammen mit
einem unten aufgeweiteten Rohrstück (34) die
Wasserstrahlpumpe (12) bildet. Das Rohrstück (34) ist über
eine Lochscheibe (35) mit dem Behälter (32) verbunden. Oben
ist in den Behälter (32) der Überlauf (4) eingesteckt. In
diesem verläuft das schlauchartige Innenrohr (31), das auf
das Rohrstück (34) aufgesteckt ist. Die Umgebung des
Innenrohrs (31) im Überlauf (4) bildet zusammen mit dem
Behälter (32) das wasseraufnehmende Volumen der
Vorrichtung, das entsprechend dem Volumen des
Ausdehnungswassers bemessen ist.
Zum Nachrüsten der Zapfarmatur (3) braucht nur der
bisherige Überlauf (4) abgenommen, der Behälter (32)
aufgesetzt, das Innenrohr (31) eingeschoben und der
Überlauf (4) auf den Behälter (32) aufgesteckt zu werden.
Auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 12
und 13 kann die Wasserstrahlpumpe (12) und die Kammer (13)
so gestaltet werden wie dies bei den Fig. 3 bis 11
beschrieben ist.
Die Wasserstrahlpumpe (12) und das Innenrohr (31) können
einer Weiterbildung der Erfindung zufolge einstückig
ausgebildet sein, wie dies die Fig. 14 zeigt.
Etwa in Höhe der Wasserstrahlpumpe (12) gemäß Fig.
12 ist in dem Innenrohr (31) ein Einschnitt (36)
vorgesehen. Der an der Einschnittsstelle (36) liegende
Rohrsektor (37) wird in Einschnittsrichtung
zusammengedrückt so daß sich ein gegenüber dem
Innendurchmesser des Rohres (31) kleinerer
Strömungsquerschnitt (38) ergibt. Das durchfließende
Wasser erzeugt an dieser Übergangsstelle (38/14) einen
Unterdruck, so daß Wasser aus der Kammer (13) abgesaugt
wird.
Um die Querschnittsöffnung variabel zu gestalten, wird
der etwa dreieckförmige Rohrsektor (37) entfernt und
über diesen in Umfangsrichtung teilweise offenen
Rohrbereich eine Gummitülle (39) geschoben. Damit paßt
sich infolge der Elastizität der Gummitülle (39) der
Querschnitt (38) den jeweiligen Fließvolumen an
wie dies im übrigen im Hinblick auf die Wirkungsweise
am Beispiel der Fig. 11 näher beschrieben ist.
Beiden Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1-10 ergibt
sich in Verbindung mit einem
Untertisch-Heißwasserspeicher ein weiterer
Energie-Einsparungsvorteil. Dieser entsteht dadurch,
daß durch das Leersaugen der Waschtischarmatur
einschließlich der die Armatur mit dem Heißwasserspeicher
verbindenen Leitung eine sonst ständig wirkende
Wärme-Konvektion unterbunden ist. Es konnten hier
Verminderung von bis zu 30% der
Bereitstellungsenergieverluste gemessen werden.
Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere
Ausführungsbeispiele, die sich aus der Kombination der
beschriebenen Teilmerkmale ergeben.
Claims (25)
1. Vorrichtung bei einem Warmwasserbereiter zum Vermeiden
des Tropfens an seinem zur Umgebung offenen Überlauf beim
Aufheizen des Wasserspeichers, mit einer
Wasserstrahlpumpe im Kaltwasserzulauf des
Wasserspeichers, die beim Öffnen des im Wasserweg vor dem
Wasserspeicher liegenden Zapfventils Wasser an einer
Ansaugöffnung aus einer Kammer absaugt, wobei nach dem
Schließen des Zapfventils Wasser über die Ansaugöffnung
in die Kammer zurückfließt, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ansaugöffnung (14) gegen die Umgebung wenigstens dann
abgeschlossen ist, wenn das Wasser aus der Kammer (13)
gesaugt ist, und daß der wasseraufnehmende Raum der
Kammer (13) gegen die Umgebung wenigstens dann
abgeschlossen ist, wenn die Kammer (13) wassergefüllt ist.
2. Vorrichtung bei einem Warmwasserbereiter zum Vermeiden
des Tropfens an seinem zur Umgebung oberhalb einer
Zapfarmatur offenen Überlauf beim Aufheizen des
Wasserspeichers, der unterhalb der Zapfarmatur angeordnet
ist, mit einer Wasserstrahlpumpe, die beim öffnen des im
Wasserweg vor dem Wasserspeicher liegenden Zapfventils
der Zapfarmatur Wasser an einer Ansaugöffnung aus einer
Kammer absaugt, wobei nach dem Schließen des Zapfventils
Wasser über die Ansaugöffnung in die Kammer zurückfließt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe (12) im
Wasserweg nach der Zapfarmatur (3) unterhalb der
Austrittsöffnung (4′) des Überlaufs (4) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß auch die Kammer (13) oberhalb der Zapfarmatur (3)
unterhalb der Austrittsöffnung (4′) des Überlaufs (4)
angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß mit der Wasserstrahlpumpe (12) ein
durch den Überlauf (4) zu dessen Austrittsöffnung (4′)
geführtes Innenrohr (31) verbunden ist, dessen Umgebung im
Überlauf (4) zumindest einen Teil des Volumens der
Kammer (13) bildet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammer (13) an der Austrittsöffnung (4′) offen ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (13) von
einem nur zur Ansaugöffnung (14) der Wasserstrahlpumpe (12)
offenen Behälter (16) gebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (16) konstantes Volumen aufweist und
durch das Absaugen des Wassers in ihm ein Unterdruck
entsteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (16) von einem biegbaren Rohr gebildet
ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (16) eine federelastische Wandung
aufweist, wobei sich durch das Absaugen des Wassers das
Volumen des Behälters (16) gegen die Wirkung seiner Form-
Rückstellkraft reduziert.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (16) von einem ballartigen Hohlkörper
gebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Kammer
unterhalb des Wasserspiegels im Wasserspeicher bzw. im
Auslauf liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung
des Behälters (16) flexibel ist, wobei sich sein Volumen
beim Absaugen des Wassers verringert und sich durch das
bei abgeschaltetem Zapfventil (5) zurückfließende Wasser
wieder vergrößert.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (16) von einem Faltenbalg gebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 5, wobei die Kammer unterhalb des Wasserspiegels des
Wasserspeichers bzw. des Überlaufs liegt und die Kammer
mit einer Luftdruck- Ausgleichsöffnung versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (13) ein
flexibles Trennglied (19, 21) befestigt ist, das die
Ausgleichsöffnung (18) und die Ansaugöffnung (14)
hermetisch trennt und das sich mit dem Wasserstand in der
Kammer (13) mitbewegt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das flexible Trennglied von einer Folie, einer
ballonartigen Blase oder einem Faltenbalg gebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 5, wobei die Kammer unterhalb des Wasserspiegels des
Wasserspeichers bzw. des Überlaufs liegt und die
formstabile Kammer mit einer Luftdruck-Ausgleichsöffnung
versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Kammer (13) ein Schwimmer (22) angeordnet ist, der in
seiner oberen Anschlagstellung die Ausgleichsöffnung (18)
und in seiner unteren Anschlagstellung die
Ansaugöffnung (14) verschließt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwimmer (22) eng an der Kammer (13) geführt ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwimmer (22) elastisch ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe (12) ein
sich in Abhängigkeit von der am Zapfventil (5)
eingestellten Wasserdurchflußmenge verstellendes
Düsenteil (23, 29) aufweist, wobei bei kleiner
Wasserdurchflußmenge in der Wasserstrahlpumpe (12) ein
engeres Wasserdurchflußprofil (26) besteht als bei einer
größeren Wasserdurchflußmenge.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Düsenteil (23) an einer Feder (24) angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Düsenteil (23) von einem Gummikörper gebildet ist.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Kammer (13) etwa
in der Höhe der Ansaugöffnung (14) der
Wasserstrahlpumpe (12) liegt.
22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das wasseraufnehmende Volumen
der Kammer (13) etwa 3% des Volumens des
Wasserspeichers (8) beträgt.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe (12) und
die Kammer (13) innerhalb eines Gehäuses des
Warmwasserbereiters (1) angeordnet sind.
24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wasserstrahlpumpe (12) mit der Kammer (13) eine separate
Baugruppe bilden.
25. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wasserstrahlpumpe (12) und das Innenrohr (31)
einstückig ausgebildet sind, und daß die Wirkung dieser
Wasserstrahlpumpe dadurch erzielt wird, daß im Innenrohr
(31) ein Einschnitt (36) vorgesehen ist und daß in
Strömungsrichtung gesehen vor dem Einschnitt (36) der
Rohrsektor (37) zur Bildung eines gegenüber dem
Innendurchmesser des Innenrohres (31) kleineren
Querschnittes entweder eingedrückt oder dieser Rohrsektor
entfernt und über den dabei teilweise in Umfangsrichtung
frei gewordenen Rohrabschnitt ein elastischer Schlauch
(39) angeordnet ist.
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