DE3742603A1 - Vorrichtung zum volumenausgleich bei ueberlaufwarmwasserspeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Vo­ lumenausgleich für Warmwasserbereiter nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Aus der Druckschrift DE-OS 32 27 787 ist bereits eine Vorrichtung zum Volumenausgleich für drucklose Über­ laufwarmwasserspeicher bekannt, wobei zur Verhinderung des durch den Heizvorgang im Warmwasserspeicher verur­ sachten Wasserausflusses ein entsprechendes Überlaufre­ servoir in dem Gehäuse der Wasserzapfbatterie ausgebil­ det ist. Hierbei wird nach der Beendigung des Wasser­ zapfvorgangs das Überlaufreservoir der Wasserzapfarma­ tur über einen Saugheber entleert. Durch die Ausbildung des Überlaufreservoirs in dem Batteriegehäuse und des besonderen Saughebers, ist diese bekannte Einrichtung jedoch relativ aufwendig und kostenträchtig in der Her­ stellung. Auch kann die Ausbildung des erforderlichen Überlaufreservoirs das optische Erscheinungsbild der Zapfbatterie beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mög­ lichst einfache und kostengünstig herzustellende Volumenausgleichsvorrichtung zu schaffen, wobei es mit zur Aufgabe gehört, die Vorrichtung so zu gestalten, daß sie weitgehend unabhängig von einer besonderen Ausbildung der Zapfbatterie und/oder des Überlaufwarm­ wasserspeichers ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7 oder 8 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere Ausgestal­ tungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 und 9 bis 10 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in schemati­ scher Weise in der Zeichnung angegeben und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Zapfbatterie mit installiertem Überlaufwarmwasserspeicher;

Fig. 2 einen in Form von Balgdosen gebildeten Differentialzylinder, wie er bei der Installation nach Fig. 1 alternativ verwendet werden kann;

Fig. 3 eine weitere Ausbildung eines Diffe­ rentialzylinders in Form einer in der Wandung des Überlaufwarmwasser­ speichers angeordneten Federmembran;

Fig. 4 eine Zapfbatterie mit installiertem Überlaufwarmwasserspeicher mit einer anderen Vorrichtung zum Volumenaus­ gleich;

Fig. 5 eine Zapfbatterie mit installiertem Überlaufwarmwasserspeicher und einer weiteren Vorrichtung zum Volumen­ ausgleich.

Fig. 6 ein Schwimmerventil.

Der Einfachheit halber sind bei den Ausführungsbeispie­ len in der Zeichnung gleiche oder entsprechende Elemen­ te mit jeweils gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Zapfbatterie 1 an einem Waschtisch 10 befestigt. Die Zapfbatterie 1 ist dabei als Wassermischbatterie ausgebildet und ist mit dem Kaltwasserversorgungsnetz 3 verbunden. Außerdem ist ein Behälter 2 des Überlauf­ warmwasserspeichers mit einem Kaltwasserzulauf 21 und einem Warmwasserauslauf 22 mit der Zapfbatterie 1 ver­ bunden. Die Aufheizung des zugeführten Kaltwassers in dem Behälter 2 erfolgt in bekannter Weise und ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt. Der Warmwasser­ auslauf 22 ist dabei drucklos mit dem Auslauf der Zapf­ batterie 1 verbunden, so daß beim Aufheizvorgang des zugeführten kalten Wassers nach einer Warmwasserentnah­ me eine Volumenvergrößerung in dem Behälter 2 erfolgt und das überschüssige Wasser aus dem Auslauf der Zapf­ batterie 1 während des gesamten Aufheizvorgangs aus­ läuft.

Um das Tropfen der Zapfbatterie 1 während des Aufheiz­ vorganges zu verhindern, ist ein Differentialzylinder 4 vorgesehen. In dem Zylinder ist ein entsprechender Dif­ ferentialkolben 41 verschiebbar gelagert, wobei die kleine Querschnittsfläche des Differentialzylinders 4 über eine Steuerleitung 43 mit dem Kaltwasserversor­ gungsnetz 3 verbunden ist. Stromaufwärts vor dem An­ schluß der Steuerleitung 43 ist im Kaltwasserversor­ gungsnetz 3 eine Drossel 31 angeordnet. Außerdem ist an der großen Querschnittsfläche des Differentialzylinders 4 eine Verbindungsleitung 44 zu dem Kaltwasserzulauf 21 des Behälters 2 vorgesehen. Schließlich wirkt an der Rückseite der großen Querschnittsfläche des Differen­ tialkolbens 41 eine Rückstellfeder 42.

Die vorstehend dargestellte Einrichtung hat folgende Funktion:

Nach einer Wasserentnahme aus der Zapfbatterie 1 steigt der Druck hinter der Drossel 31 von einem geringen Fließdruck (z. B. 0,5 bar) auf den statischen Druck (z. B. 3 bar) des Kaltwasserversorgungsnetzes 3 an. Die Rückstellfeder 42 ist nun so ausgelegt, daß die Feder­ kraft durch den statischen Druck des Kaltwasserversor­ gungsnetzes, der auf die kleine Querschnittsfläche des Differentialkolbens 41 wirkt, überwunden wird, so daß der Differentialkolben 41 entgegen der Federkraft in seine linke Endstellung gedrückt wird. Durch diese Be­ wegung des Differentialkolbens 41 wird das Volumen an der großen Querschnittsfläche des Differentialzylinders 4 entsprechend vergrößert, so daß eine entsprechende Menge Wasser durch die Verbindungsleitung 44 aus der Zapfbatterie 1 bzw. aus dem Anschlußsystem des Behäl­ ters 2 abgesaugt wird. Beim Aufheizen des Wassers im Behälter 2 kann dann die Volumenvergrößerung in dem An­ schlußsystem des Behälters 2 und der Zapfbatterie 1 aufgenommen werden, ohne daß ein Tropfen über den Aus­ lauf erfolgt.

Bei einem erneuten Zapfvorgang fällt der Druck des Kaltwassers hinter der Drossel 31 auf den Fließdruck ab, so daß nunmehr von der Rückstellfeder 42 der Diffe­ rentialkolben 41 in seine rechte Endstellung bewegt wird und dabei das abgesaugte Wasser in den Kaltwasser­ zulauf 21 zurückführt. Beim Abschluß des Wasserzapfvor­ gangs wiederholt sich der vorstehend beschriebene Vor­ gang.

Mit Rücksicht auf die marktgängigen Überlaufwarmwasser­ speicher hat sich gezeigt, daß eine Volumendifferenz von ca. 100 ccm im Differentialzylinder ausreicht, um ein Tropfen der Zapfbatterie zu verhindern.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist in dem Differentialzylinder 4 ein entsprechender Kolben eingesetzt. Anstatt des Kolbens kann selbstver­ ständlich auch je eine Membran für die große und die kleine Druckaufschlagfläche in dem Differentialzylinder eingesetzt werden, wobei die beiden Membranen am äuße­ ren Bereich dicht am Differentialzylinder befestigt und etwa zentral mit einer Stange verbunden sein können.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführung eines Differen­ tialzylinders 5 dargestellt. Anstatt eines verschiebba­ ren Differentialkolbens sind zwei in etwa koaxial in­ einander angeordnete Balgdosen 51, 52 vorgesehen. Hier­ bei sind zwei etwa parallel angeordnete Stirnplatten 53, 54 mit Hilfe einer äußeren Balgdose 51 und einer etwa konzentrisch zur äußeren Balgdose 51 angeordneten inneren Balgdose 52 verbunden. Die innere Balgdose 52 ist dabei mit einer Steuerleitung 43 und die äußere Balgdose 51 mit einer Verbindungsleitung 44 versehen. An der Stirnplatte 53 wirkt außerdem eine Rückstellfe­ der 42. Die Rückstellfeder 42 ist als Druckfeder ausge­ bildet. Selbstverständlich können aber zwischen den beiden Stirnplatten 53, 54 parallel zu den Balgdosen 51, 52 eine oder mehrere Zugfedern angeordnet werden. Die Wirkungsweise des Differentialzylinders 5 entspricht der Ausführung gemäß Fig. 1.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Differentialzylinders 6 gezeigt. Hierbei ist der Diffe­ rentialzylinder in der Wandung des Behälters 2 inte­ griert. In einer Öffnung des Behälters 2 ist eine Fe­ dermembran 61 angeordnet. Zentral an der Federmembran 61 ist eine Balgdose 63 befestigt, die in den Behälter 2 hineinragt und mit Hilfe eines Bügels 62 abgestützt ist. Bei dieser Ausbildung kann eine Verbindungsleitung 44 entfallen, da die Volumenänderung unmittelbar an der Wandung des Behälters 2 erfolgt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist anstatt eines Differentialzylinders ein Ausgleichsbehälter 7 vorgesehen.

Der Ausgleichsbehälter 7 ist etwa in Höhe des Behälters 2 des Überlaufwarmwasserspeichers angeordnet und einer­ seits mit einer Saugleitung 74 über ein Rückschlagven­ til 72 mit einer im Kaltwasserversorgungsnetz 3 ange­ ordneten Saugdüse 71 verbunden. Andererseits ist der Ausgleichsbehälter 7 über eine Drossel 73 durch eine Saugleitung 74 mit dem Warmwasserauslauf 22 des Behäl­ ters 2 verbunden.

Die Funktion dieser Ausführung erfolgt in folgender Weise:

Bei einer Wasserentnahme aus der Zapfbatterie 1 ent­ steht an der Saugdüse 71 ein Unterdruck, so daß über das Rückschlagventil 72 und der Saugleitung 74 im Be­ reich des Ausgleichsbehälters 7 ein Unterdruck entsteht und Wasser aus dem Ausgleichsbehälter 7 abgesaugt wird. Dabei ist die Drossel 73 am Behältereingang so ausge­ legt, daß die abgesaugte Wassermenge pro Zeiteinheit wesentlich größer ist als die nachfließende Wassermenge pro Zeiteinheit. Der damit im Ausgleichsbehälter 7 ent­ stehende Unterdruck bewirkt nach dem Schließen der Zapfbatterie 1 ein weiteres Absaugen von Wasser aus dem Warmwasserauslauf 22, so daß ein genügender Freiraum für das sich bei der Aufheizung ausdehnende Wasser im Behälter 2 geschaffen wird. Dieser Vorgang wird noch dadurch verstärkt, daß der Ausgleichsbehälter 7 unter­ halb der Zapfbatterie 1 in Höhe des Behälters 2 ange­ ordnet ist, so daß eine Höhendifferenz zu der Auslauf­ stelle der Zapfbatterie 1 von etwa 30 bis 50 cm be­ steht.

Der Ausgleichsbehälter 7 kann zweckmäßig mit einem Auf­ nahmevolumen von ca. 100 ccm ausgelegt werden.

In Fig. 5 ist schließlich ein weiteres Ausführungsbei­ spiel zum Volumenausgleich gezeigt, bei dem das über­ schüssige Wasser durch die Volumenausdehnung von dem Kaltwasserzulauf 21 des Behälters 2 über eine Drossel­ leitung 8 in eine Abflußleitung 11 des Waschtisches 10 geführt ist. In der Drosselleitung 8 ist hierbei im Be­ reich der Abflußleitung 11 eine Drossel 81 angeordnet, deren Durchflußleistung so ausgelegt ist, daß sie etwa der maximalen Ausdehnungsgeschwindigkeit des Wassers beim Aufheizen entspricht. Bei einer Wasserentnahme aus der Zapfbatterie 1 tritt hierbei ein zusätzlicher ge­ ringer Kaltwasserverlust auf. Um ein Rücksaugen von Schmutzwasser aus der Abflußleitung 11 zu verhindern, kann außerdem ein Rückschlagventil in der Drossellei­ tung 8 angeordnet werden. Ferner kann der Anschluß an die Abflußleitung 11 z. B. mit handelsüblichem Adapter, wie er als Zwischenstück für einen Spülmaschinenan­ schluß verwendet wird, erfolgen.

Außerdem kann, wenn beim Wasserzapfvorgang ein Wasser­ verlust vermieden werden soll, ein druckgesteuertes Ventil in der Drosselleitung 8 angeordnet werden. Der Steuerdruck für dieses Ventil kann dabei entsprechend Fig. 1 mit Hilfe einer Drossel 31 im Kaltwasserversor­ gungsnetz 3 erzeugt werden.

Alternativ kann auch ein von der Wasserströmung gesteu­ ertes Schwimmerventil 80, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, eingesetzt werden. Hierbei ist in einem Gehäuse 82 ein Schwimmkörper 83 vorgesehen, wobei der Schwimmkör­ per 83 so ausgelegt ist, daß er beim Wasserzapfvorgang durch das strömende Wasser gegen einen Ventilsitz 84 gepreßt wird und somit den Abfluß durch die Drossellei­ tung 8 unterbindet. Wird der Zapfvorgang dann beendet, so wird der Schwimmkörper 83 durch den Auftrieb wieder vom Ventilsitz 84 abgehoben und die Drosselleitung 8 freigegeben.

Schließlich kann auch, wenn ein mit einem Gestänge be­ tätigbares Abflußventil in der Waschmulde an der Ab­ flußleitung 11 angeordnet ist, die Drosselleitung 8 über ein als Rohr ausgebildetes Betätigungsgestänge mit der Abflußleitung 11 verbunden sein, wobei dann zweck­ mäßig das Rohr über einen Schlauch mit dem Kaltwasser­ zulauf 21 verbunden wird. Ein spezielles Anschlußstück (Adapter) für die Abflußleitung 11 kann somit entfal­ len.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Volumenausgleich für einen drucklo­ sen Überlaufwarmwasserspeicher bzw. Warmwasserbe­ reiter, bei dem das zu erwärmende, von einer an das Kaltwasserversorgungsnetz angeschlossenen Zapfbat­ terie gelieferte Wasser in einem mit einem Kaltwas­ serzulauf und einem Warmwasserauslauf aufweisenden Behälter aufheiz- und speicherbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich der Anschlußstelle am Kaltwasserversorgungsnetz (3) vor der Zapfbatterie (1) eine Drossel (31) in der Kaltwasserzuführungs­ leitung angeordnet und ein Differentialzylinder (4, 5, 6) vorgesehen ist, dessen kleine Druckauf­ schlagfläche mit der Kaltwasserzuführleitung strom­ abwärts hinter der Drossel (31) und dessen große Druckaufschlagfläche mit dem Kaltwasserzulauf (21) des Behälters (2) jeweils mit einem Rohr verbunden ist, wobei in dem Differentialzylinder (4, 5, 6) ein axial begrenzt verschiebbares, in Richtung auf eine Volumenverringerung federgestrammtes Glied angeord­ net ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als Glied in dem Differentialzylinder (4) ein Differentialkolben (41) mit Rückstellfeder (42) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als verschiebbares Glied in dem Differen­ tialzylinder zwei miteinander verbundene Membranen angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß als Differentialzylinder (5) zwei etwa konzentrisch ineinander angeordnete Balgdosen (51, 52) mit gemeinsamen Stirnplatten (53, 54) vorgesehen sind, wobei die Stirnplatten (53, 54) mit einer oder mehreren Rückstellfedern (42) in Richtung auf eine Volumenverringerung gestrammt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Wandung des Behälters (2) eine Fe­ dermembran (61) angeordnet ist und an der Innen­ seite eine Balgdose (63) einerseits an der Feder­ membran (61) und andererseits an einem in den Be­ hälter entsprechend vorstehenden Bügel (62) befe­ stigt ist, wobei lediglich die Balgdose (63) über die Steuerleitung (43) mit dem Kaltwasserversor­ gungsnetz (3) hinter der Drossel (31) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Differentialzylinder (4, 5, 6) so ausgelegt ist, daß die Volumenverände­ rung etwa 100 ccm beträgt.

7. Vorrichtung zum Volumenausgleich für einen druck­ losen Überlaufwarmwasserspeicher bzw. Warmwasserbe­ reiter, bei dem das zu erwärmende, von einer an das Kaltwasserversorgungsnetz angeschlossenen Zapfbat­ terie gelieferte Wasser in einem mit einem Kaltwas­ serzulauf und einem Warmwasserauslauf aufweisenden Behälter aufheiz- und speicherbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß etwa in gleicher Höhe mit dem Be­ hälter (2) ein separater Ausgleichsbehälter (7) vorgesehen ist, der einerseits über eine Drossel (73) mit der Rohrleitung für den Warmwasserauslaß (22) oder den Kaltwasserzulauf (21) und anderer­ seits über ein Rückschlagventil (72) mit einer in dem Kaltwasserversorgungsnetz (3) vor der Zapfbat­ terie (1) angeordneten Saugdüse (71) verbunden ist.

8. Vorrichtung zum Volumenausgleich für einen druck­ losen Überlaufwarmwasserspeicher bzw. Warmwasserbe­ reiter, bei dem das zu erwärmende, von einer an das Kaltwasserversorgungsnetz angeschlossenen Zapfbat­ terie gelieferte Wasser in einem mit einem Kaltwas­ serzulauf und einem Warmwasserauslauf aufweisenden Behälter aufheiz- und speicherbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kaltwasserzulauf (21) über eine Drosselleitung (8) mit einer Abflußleitung verbunden ist, wobei die Drossel (81) so ausgelegt ist, daß die Durchflußleistung etwa der maximalen Ausdehnungsgeschwindigkeit des Wassers im Behälter beim Aufheizen entspricht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß im Bereich der Drossel (81) ein vom Druck des Kaltwasserversorgungsnetzes (3) gesteuertes Ventil angeordnet ist, das den Durchfluß während des Zapfbetriebs absperrt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Rohrleitung des Kaltwasserzulaufs (21) ein von der Wasserströmung gesteuertes Schwim­ merventil (80) vorgesehen ist, das beim Wasserzapf­ vorgang die Drosselleitung (8) zur Abflußleitung (11) absperrt.