DE4440492A1 - Durchlauf-Wassererhitzer - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Durchlauf-Wassererhitzer nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei einem bekannten Wassererhitzer dieser Gattung (DE 38 05 441 C2) hat die den Wasserdurchlauf beeinflussende Stelleinrichtung ein axial geführtes Ventilschließglied, das von einem Elektromotor über ein Zahnradgetriebe verstellbar ist. Diese Ausführung ist verhältnismäßig aufwendig und benötigt zusätzliche Mittel, wenn Druckschwankungen im Wassernetz rasch ausgeregelt werden sollen. Zu diesem Zweck ist bei der bekannten Anordnung ein vom Wasserdurchfluß angetriebenes, auf dem Stellschaft des Ventilschließglieds gelagertes Flügelrad vorgesehen, an welchem ein Permanentmagnet befestigt ist, der über einen Hallgeber und die Regeleinrichtung zusätzlich auf den Elektromotor einwirkt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs zeichnet sich durch einen einfachen und weitgehend reibungsfrei arbeitenden Aufbau aus, bei welchem auch Netzdruckschwankungen ohne zusätzliche Mittel fast verzögerungsfrei ausgeregelt werden.

Die Erfindung ist bevorzugt anwendbar bei elektrisch beheizten Durchlauf-Wassererhitzern, bei welchen der Temperaturwähler der Sollwertgeber des Temperaturreglers ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch möglich.

Eine infolge Servowirkung nur geringe Stellkräfte erfordernde Ausführung ergibt sich, wenn der Regeldruck in einer von der Membran auf der vom Ventilkörper abgekehrten Seite begrenzten Steuerdruckkammer gebildet ist, die im Zuge einer den Ventildurchgang umgehenden Bypaßleitung liegt, deren wirksamer Durchflußquerschnitt abhängig von der Sollwertabweichung der Auslauftemperatur vorzugsweise elektrisch gesteuert ist.

Eine von Gasmengenreglern her bekannte und bewährte Ausführung ergibt sich, wenn der wirksame Durchflußquerschnitt des Bypaßkanals gesteuert ist von einer Ventileinrichtung, die mindestens einer der beiden Mündungen des Bypaßkanals in der Steuerdruckkammer zugeordnet ist und ein elektrisch beheiztes, seine Form unter Wärmeeinwirkung änderndes Stellglied hat.

Als elektrisch beheiztes Stellglied können verschiedene Ausdehnungselemente Verwendung finden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Stellglied ein vorzugsweise mit elektrischen Impulsen beheiztes Bimetallelement ist, das besonders schnell und exakt auf Änderungen der Beheizung anspricht. Die Beheizung kann direkt, mit dem Bimetallelement als elektrischen Widerstand, erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, einen elektrischen Widerstandsdraht auf einem Bimetallstreifen isoliert aufzubringen. Zur Kompensation der Umgebungstemperatur kann der Träger des Bimetallelements ebenfalls aus Bimetall bestehen.

Um Einwirkungen von Druckunterschieden zwischen Steuerdruck und Atmosphärendruck auf die Stellkräfte auszuschließen, wird vorgeschlagen, daß das Stellglied über einen Schwenkhebel auf die Ventileinrichtung einwirkt, dessen Schwenkebene mindestens annähernd senkrecht zu der mit der Hebeldurchführung versehenen Reglergehäusewand angeordnet ist.

Das Regelventil kann unter dem Einfluß einer Regelfeder stehen. Wenn die Ventilkörperfläche und die wirksame Membranfläche besonders aufeinander abgestimmt werden, kann die Regelfeder auch entfallen.

Wenn am Ausgang des Regelventils eine Blende oder eine Venturidüse vorgesehen wird, an welche der durch die Steuerdruckkammer hindurchführende Bypaßkanal angeschlossen ist, wird der Steuerdruck auch von der Durchflußmenge abhängig.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 vereinfacht einen elektrisch beheizten Durchlauferhitzer nach dem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 vergrößert den Wassermengenregler des Durchlauferhitzers nach Fig. 1 und die Fig. 3 und 4 die Wassermengenregler des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels im Maßstab der Fig. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Durchlauferhitzer nach den Fig. 1 und 2 hat einen Kaltwasseranschluß 10, von dem eine Leitung 12 zu einem Eingang 14 eines Innenkörpers 16 führt. Dieser ist innen mit Trennwänden 18 versehen, die einen meanderförmigen Durchflußkanal 20 für das zu erhitzende Wasser bilden, der am Eingang 14 beginnt und zu einem Ausgang 22 führt. Der Ausgang 22 ist über eine Leitung 24 mit einem Heißwasseranschluß 26 am Gerät verbunden. In den geraden Abschnitten des Durchflußkanals 20 sind mehrere elektrische Heizkörper 28 angeordnet, die über ein Steuergerät 30 einzeln oder gruppenweise je nach Wärmeanforderung mit einem Netzanschluß 32 verbindbar sind. Das Steuergerät 30 enthält einen im einzelnen nicht dargestellten Temperaturregler, der einen vom Benutzer des Gerätes bedienbaren, zum Einstellen der Auslauftemperatur dienenden Sollwertgeber 34 und einen die Auslauftemperatur erfassenden Temperaturfühler 36 an der Leitung 24 hat. An einer Stelle ist der Durchflußkanal 20 durch eine Membran 38 begrenzt, die über einen Stößel einen Netzschalter 40 öffnet, wenn der Wasserdruck im Innenkörper 16 einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Die vom Kaltwasseranschluß 10 ausgehende Leitung 12 führt über einen Wassermengenregler 42, dessen Regeldruck vom Steuergerät 30 nach Maßgabe der Sollwertabweichung der Auslauftemperatur gesteuert ist. Solange eine durch den Öffnungsgrad eines Zapfventils und der Solltemperatur vorgegebene Wärmeanforderung die Nennleistung des Geräts nicht übersteigt, wirkt das Steuergerät 30 nur auf die Heizleistung im Sinne einer Konstanthaltung des eingestellten Sollwertes der Auslauftemperatur steuernd ein. Sobald und solange jedoch die Wärmeanforderung die Nennleistung des Gerätes übersteigt, wirkt das Steuergerät 30 auch auf den Wassermengenregler 42 im Sinne einer Durchlaufdrosselung derart ein, daß die eingestellte Auslauftemperatur aufrechterhalten wird.

Der Wassermengenregler 42 (Fig. 2) hat ein membrangesteuertes Regelventil 44, das eine zwischen einer Eingangskammer 46 und einer Ausgangskammer 48 liegende Durchgangsöffnung 50 überwacht. Das Regelventil 44 hat einen Ventilkörper 52, der von einer Schließfeder 54 belastet und über einen Stößel 56 mit einer Membran 58 verbunden ist. Diese teilt die Eingangskammer 46 von einer Steuerdruckkammer 60 ab. Die Eingangskammer 46 ist mit dem Kaltwasseranschluß 10 und die Ausgangskammer 48 über die Leitung 12 mit dem Innenkörper 16 des Gerätes verbunden.

Die Steuerkammer 60 ist über einen engen Kanal 62 mit der Eingangskammer 46 und über einen engen Kanal 64 mit der Ausgangskammer 48 verbunden. Dadurch ist ein die Durchgangsöffnung 50 umgehender Bypaßkanal gebildet, dessen wirksamer Durchflußquerschnitt von einer als Ganzes mit der Bezugszahl 66 bezeichneten Ventileinrichtung gesteuert ist. Diese hat als Stellglied einen Bimetallkörper 68, der über eine vom Steuergerät 30 überwachte Leitung 70 elektrisch beheizbar ist. Der Bimetallkörper 68 wirkt auf einen abgedichtet durch das Ventilgehäuse hindurchgeführten Hebelarm 72 eines bei 74 schwenkbar gelagerten doppelarmigen Hebels ein, dessen anderer Hebelarm 76 ein Schließglied 78 trägt, welches die Mündung 80 des Kanals 66 überwacht.

Der Wassermengenregler 42 arbeitet in bekannter Weise so, daß sich weitgehend unabhängig vom Eingangsdruck p_e in der Eingangskammer 46 bei jedem Öffnungsgrad des Zapfventils ein konstanter Wassermengendurchfluß ergibt. Dadurch werden Druckschwankungen im Wassernetz ausgeregelt und durch derartige Druckschwankungen verursachte Schwankungen der Auslauftemperatur am Gerät vermieden. Der Öffnungsgrad des Regelventils 44 hängt auch von dem Druck in der Steuerdruckkammer 60 ab, der seinerseits wiederum von der Stellung des Schließglieds 78 gegenüber der Mündung 80 des Kanals 62, das heißt vom Grad der Beheizung des Bimetallkörpers 68, abhängt.

Solange die Wärmeanforderung die Nennleistung des Gerätes nicht übersteigt, bleibt der Bimetallkörper 68 unbeheizt und der Regelbereich für die Durchflußmenge bis zum vorgegebenen geräteeigenen Maximalwert uneingeschränkt aufrechterhalten. Wenn die Wärmeanförderung jedoch die Nennleistung des Gerätes übersteigt, bewirkt das Steuergerät 30 eine Beheizung des Bimetallkörpers 68, der sich dabei stärker als in Fig. 2 dargestellt krümmt und dadurch den Schließkörper 78 weiter gegen die Mündung 80 des Kanals 62 schwenkt. Das hat zur Folge, daß sich der Druck in der Steuerdruckkammer 60 gegen den Ausgangsdruck p_a in der Ausgangskammer 48 hin absenkt und sich der Regelquerschnitt des Regelventils 44 verengt. Dadurch verringert sich auch der Ausgangsdruck p_a und mit ihm der geregelte Wassermengendurchfluß. Die Regelung ist so ausgelegt, daß der Wassermengendurchfluß jeweils so stark gedrosselt wird, daß die am Sollwertgeber 34 eingestellte Auslauftemperatur erreicht beziehungsweise gehalten wird.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Ausführung nur dadurch, daß der Bimetallkörper 68 über einen Doppelhebel 82 auf einen die Mündung 84 des Kanals 64 überwachenden Schließkörper 86 einwirkt. Bei Beheizung des Bimetallkörpers 68 infolge erhöhter Wärmeanforderung wird hier der Druck in der Steuerdruckkammer 60 durch Öffnen des Kanals 64 zum Ausgangsdruck p_a hin abgesenkt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wirkt der Bimetallkörper 68 über ein Hebelsystem 88 auf beide Schließkörper 78 und 86 im vorbeschriebenen Sinne ein, wodurch sich geringere Stellkräfte als bei den anderen Ausführungen ergeben.

Der Druck in der Steuerdruckkammer 60 kann stärker vom Ausgangsdruck p_a abhängig gemacht werden, wenn der Kanal 64, wie in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt, an eine Venturidüse 90 im Reglerausgang angeschlossen ist. Dies ist jedoch nicht unbedingt nötig.

Claims (6)

1. Durchlauf-Wassererhitzer, mit einem Temperaturwähler und einem Temperaturregler für die Auslauftemperatur, der bei einer die Nennleistung des Geräts übersteigenden Wärmeanforderung auf eine den Wasserdurchfluß beeinflussende Stelleinrichtung im Sinne einer Drosselung der Wassermenge einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung einen Wassermengenregler (42) mit einem membrangesteuerten Regelventil (44) aufweist, dessen Regeldruck entsprechend der Abweichung der Auslauftemperatur vom eingestellten Sollwert gesteuert ist.

2. Wassererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regeldruck in einer von der Membran (58) auf der vom Ventilkörper (52) abgekehrten Seite begrenzten Steuerdruckkammer (60) gebildet ist, die im Zuge einer den Ventildurchgang (50) umgehenden Bypaßleitung (62, 64) liegt, deren wirksamer Durchflußquerschnitt abhängig von der Sollwertabweichung der Auslauftemperatur vorzugsweise elektrisch gesteuert ist.

3. Wassererhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Durchflußquerschnitt des Bypaßkanals (62, 64) gesteuert ist von einer Ventileinrichtung (78, 86), die mindestens einer der beiden Mündungen (80, 84) des Bypaßkanals in der Steuerdruckkammer (60) zugeordnet ist und ein elektrisch beheiztes, seine Form unter Wärmeeinwirkung änderndes Stellglied (68) hat.

4. Wassererhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (68) ein vorzugsweise mit elektrischen Impulsen beheiztes Bimetallelement ist.

5. Wassererhitzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (68) auf einem Träger angeordnet ist, der zur Kompensation von Umgebungstemperaturschwankungen selbst aus Bimetall besteht.

6. Wassererhitzer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (68) über einen Schwenkhebel (72, 76, 82, 88) auf die Ventileinrichtung einwirkt, dessen Schwenkebene mindestens annähernd senkrecht zu der mit der Hebeldurchführung versehenen Reglergehäusewand angeordnet ist.