DE4216069A1 - Gasbeheizter Wassererhitzer - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem gasbeheizten Wassererhitzer nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die im Heizungsnetz umlaufende Wassermenge ist entsprechend der Pumpenkennlinie von den Strömungs­ widerständen im Reizungsnetz abhängig, die beispielsweise durch Thermostatventile an den Heizkörpern beeinflußt sind, welche mit abnehmenden Wärmebedarf die Durchlaßquerschnitte für das Wasser zunehmend drosseln. Das würde ohne zusätzliche Maßnahmen zu er­ höhten, störenden Strömungsgeräuschen und gegebenenfalls auch zu einer hohen Nachheizung des Wassers im Wärmeübertrager und zu einem Wirkungsgrad mindernden Kurztaktbetrieb des Gerätes führen. Mit der Anordnung eines Bypasses und eines den Bypass steuernden Überström­ ventils werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß im Heizungs­ netz ein konstanter Wasserdruck aufrechterhalten bzw. ein vorge­ gebener Höchstwert des Wasserdrucks nicht überschritten und gege­ benenfall die Wasserströmung im Wärmeübertrager des Heizgerätes nicht bzw. nicht über einen vorgegebenen Wert hinaus gedrosselt wird. Bei den bekannten Wassererhitzern der eingangs genannten Art ist das Überströmventil als Rückschlagventil mit einem festen Ventilsitz an einem Ventildurchgang zum Bypass und einem verschiebbar geführten Ventilkörper ausgebildet, der vom Wasserdruck in der Vorlaufleitung entgegen einer Schließfederkraft beaufschlagt ist und vom Ventilsitz abhebt, wenn der Wasserdruck einen vorge­ gebenen Wert überschreitet. Bei diesen Überströmventilen der mecha­ nischen Bauart können die Teile nach längerer Betriebszeit u. U. verschmutzen bzw. sich abnutzen, so daß eine einwandfreie Funktion nicht mehr gewährleistet ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß das Überstromventil ein rein fluidisch arbeitendes Bauelement ist, das ausschließlich aufgrund von Strömungseffekten arbeitet, keine beweglichen, der Ab­ nutzung unterliegenden Teile hat und gegen Verschmutzung unempfind­ lich ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Wirbelkammerventil mit seinem tangentialen Eingang und dem axialen Ausgang in den vom Wärmeübertrager zum Vorlaufanschluß führenden Vorlaufstrang des internen Leitungssystems eingebaut. Dadurch ist erreicht, daß auch der Wärmeübertrager in den vom Wirbelkammerventil gesteuerten geräteinternen Kurzschlußkreis einbezogen ist, so daß eine erhöhte Nachheizung bzw. ein Wirkungsgrad mindernder Kurztaktbetrieb des Gasbrenners bei erhöhtem Strömungswiderstand im Reizungsnetz ver­ mieden wird.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Warmwasser-Zentralheizungsanlage mit einem Wassererhitzer nach dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 perspektivisch das Wirbelkammerventil des Wassererhitzers nach Fig. 1, und

Fig. 3 einen Wassererhitzer nach dem zweiten Aus­ führungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Zentralheizungsanlage nach Fig. 1 hat einen durch einen strich­ punktierten Linienzug umrandeten Wassererhitzer 10, der mit einem Gasbrenner 12 als Heizquelle versehen ist. Über dem Gasbrenner 12 ist ein von den Verbrennungsgasen beaufschlagter Wärmeübertrager 14 angeordnet, der aus einem Lamellelenblock mit hindurchgeführter Wasserrohrschlange 16 besteht. Diese ist in ein internes Leitungs­ system des Wassererhitzers 10 eingefügt, welches einen Rücklaufan­ schluß 18 für ein externes Heizungsnetz 20 mit einem Vorlaufanschluß 22 verbindet. Das Heizungsnetz 20 führt über mehrere parallel zuein­ ander geschaltete Heizkörper 24, die je von einem Thermostatventil 26 gesteuert sind.

Das interne Leitungssystem des Wassererhitzers 10 hat einen ersten Rücklaufstrang 28, der vom Rücklaufanschluß 18 zum Sauganschluß einer Umwälzpumpe 30 führt. Der Druckanschluß der Umwälzpumpe 30 ist über einen zweiten Rücklaufstrang 32 mit dem Eingang des Wärmeüber­ tragers 14 verbunden, dessen Ausgang über einen ersten Vorlaufstrang 34 an den Eingangsstutzen 35 eines Wirbelkammerventils 38 ange­ schlossen ist. Das nachstehend noch näher beschriebene Wirbelkammerventil 38 hat zwei Ausgangsstutzen 40, 42, von denen der eine, 40, über ′einen zweiten Vorlaufstrang 44 mit dem Vorlaufan­ schluß 22 verbunden ist. Der andere Ausgangsstutzen 42 ist über eine Bypassleitung 46 an den ersten Rücklaufstrang 28 bzw. an die Saug­ seite der Umwälzpumpe 30 angeschlossen.

Das Wirbelkammerventil 38, das im vorliegenden Zusammenhang er­ findungsgemäß die Funktion eines Überströmventils ausübt, ist in Fig. 2 der Zeichnung näher dargestellt. Das Ventil hat eine kreis­ zylindrische Wirbelkammer 50, in welche der Eingangsstutzen 36 tangential einmündet. Der Ausgangsstutzen 40 mündet an zentraler Stelle aus der Wirbelkammer 50 aus. Der zweite, radial verlaufende Ausgangsstutzen 42 ist neben der Einmündung des Eingangsstutzens 36 an die Wirbelkammer 50 angesetzt. Das Wirbelkammerventil 38 arbeitet wie folgt:

Bei hohem Wärmebedarf, das heißt bei geöffneten Thermostatventilen 26 und daher geringen Strömungswiderständen im Heizungsnetz 20, kann eine große Wassermenge aus dem Ventil zum Vorlaufanschluß 22 ab­ fließen. Das führt dazu, daß die über den Eingangsstutzen 36 tangen­ tial in die Wirbelkammer 50 einströmende Wassermenge in dieser und im axialen Ausgangsstutzen 40 einen kräftigen, in Fig. 2 durch die strichlinierte Linie angedeuteten Strömungswirbel 52 aufbauen kann. Dieser ist in der Lage, den radialen Ausgangsstutzen 42 fast voll­ ständig abzusperren, so daß fast kein Wasser über die Bypassleitung 46 zurück zur Saugseite der Umwälzpumpe 30 abfließen kann.

Mit abnehmenden Wärmebedarf, das heißt bei teilweise geschlossenen Thermostatventilen 26 und größeren Strömungswiderständen im Heizungsnetz 20, stellt sich in der Wirbelkammer 50 ein Übergangs zustand ein. Der Strömungswirbel 52 gibt jetzt in Abhängigkeit vom Übergangsverhalten der jeweiligen Ventilauslegung und abhängig vom jeweiligen Strömungswiderstand im axialen Ausgangsstutzen 40 den radialen Ausgangsstutzen 42 mehr oder weniger frei. Dadurch fließt eine durch die punktierte Linie angedeutete Teilmenge 54 des Wassers über die Bypassleitung 46 am Heizungsnetz 20 vorbei zur Umwälzpumpe 30 zurück. Die Durchflußmenge im Wärmeübertrager 14 bleibt dabei annähernd konstant, so daß die eingangs geschilderten Mängel sowohl bezüglich des Heizungsnetzes als auch bezüglich des Wassererhitzers selbst vermieden sind.

Wenn bei minimalen Wärmebedarf bzw. bei geschlossenen Thermostat­ ventilen 26 der Strömungswiderstand im axialen Ausgangsstutzen 40 des Wirbelkammerventils 38 auf einen vorgegebenen Grenzwert an­ steigt, kann über die Ausgangsstutzen 40 nur noch wenig oder gar kein Wasser mehr abströmen. Dadurch kann sich auch in der Wirbel­ kammer 50 kein Strömungswirbel mehr ausbilden. Die Folge davon ist, daß die gesamte zulaufende Wassermenge in den radialen Ausgangs­ stutzen 42 gedrückt wird und über die Bypassleitung 46 zurück zur Saugseite der Umwälzpumpe 30 gelangt.

Der Wassererhitzer nach Fig. 3 stimmt im wesentlichen mit dem Gerät nach Fig. 1 überein, so daß in beiden Figuren die funktionsgleichen Teile mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist jedoch das Wirbelkammerventil 38 in den Rücklaufstrang 32 zwischen Umwälzpumpe 30 und Wärmeübertrager eingesetzt und der Wärmeübertrager 14 über einen durchgehenden Vor­ laufstrang 56 mit dem Vorlaufanschluß 22 verbunden.

Claims (2)

1. Gasbeheizter Wassererhitzer mit einem Vorlauf- und einem Rück­ laufanschluß für ein Warmwasser-Heizungsnetz und einem beide An­ schlüsse verbindenden internen Leitungssystem, das einen Wärmeüber­ trager, eine Umwälzpumpe und ein Überstromventil enthält, welches einen die beiden Anschlüsse für das Heizungsnetz und gegebenenfalls auch den Wärmeübertrager überbrückenden Bypass nach Maßgabe des Strömungswiderstandes im Heizungsnetz steuert, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Überstromventil als Wirbelkammerventil (38) aus­ gebildet, das mit seinem tangentialen Eingang (36) und dem axialen Ausgang (40) in einen von der Druckseite der Umwälzpumpe (30) zum Vorlaufanschluß (22) führenden Abschnitt (32, 16, 34, 44 bzw. 32, 16, 56) des internen Leitungssystems eingebaut ist und dessen radialer Ausgang (42) über den Bypass (46) mit der Saugseite der Umwälzpumpe (30) verbunden ist.

2. Wassererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelkammerventil (38) mit seinem tangentialen Eingang (36) und dem axialen Ausgang (40) in den vom Wärmeübertrager (14) zum Vorlaufan­ schluß (22) führenden Vorlaufstrang (34, 44) des internen Leitungs­ systems eingebaut ist.