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Warmwasser-Versorgungsanlage mit abschließbaren Zapfstellen Die Erfindung
betrifft eine Warmwasser-Versorgungsanlage mit abschließbaren Zapfstellen, bei welcher
eine durch Druckänderungen im Wasserwege betätigte Verstellv orrichtung ein den
Zutritt des Wassers zum Erhitzer beeinflussendes Ventil steuert.
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Es sind derartige Anlagen bekannt, bei denen im Falle der Wasserentnahme
aus einer der Zapfstellen zuerst kaltes Wasser aus einem hochliegenden Behälter
mit Schwimmerventil abfließt und erst nach Öffnen des Schwimmerventils infolge Senkung
des Wasserspiegels im Behälter der Zustrom des kalten Frischwassers zum Erhitzer
und damit die Förderung und Entnahme warmen Wassers möglich ist. Dieser Mangel beim
Betrieb derartiger Anlagen und die mit Schwimmerventilen und hochliegenden, unter
Umständen in kalten Bodenräumen angeordneten Behältern verbundenen Fehlerquellen
sollen gemäß der Erfindung dadurch ausgeschaltet werden, daß eine den Erhitzer umgehende,
von der Wasserzuflußleitung zur Zapfleitung führende., mit einer Verengung versehene
Nebenleitung vorgesehen wird, die an zwei einen Druckunterschied aufweisenden Punkten
mit den beiden an das bewegliche Glied (Z1embran, Kolben) der Verstellvorrichtung
angrenzenden Druckkammern verbunden ist. Die Erfindung ermöglicht es, ohne Anordnung
eines besonderen Schwimmerventils den Erhitzer während der Zapfpausen vom Drucke
der Wasserleitung zu entlasten, was namentlich für die Ausbildung des Erhitzers
als Speicher, der während der Ruhepausen aufgeheizt wird, von Vorteil ist. Ferner
gibt diese selbsttätige Steuerung des haltwasserzuflusses die Möglichkeit , für
den Erhitzervorgang mehrere Erhitzer, und zwar entweder solche verschiedener Art
(z. B. Vorratserhitzer und Stromerhitzer) oder solche verschiedener Leistungsfähigkeit
(die wechselweise benutzt werden) oder solche gleicher Leistung (die in größerer
oder geringerer Zahl zur Wirkung kommen) vorzusehen und diese je nach der Größe
des jeweiligen Warmwasserbedarfs selbsttätig in und außer Betrieb zu setzen.
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Falls durch die neue Einrichtung eine Druckentlastung des Erhitzers
erreicht werden soll, ist es nötig, in der Entnahmeleitung, und zwar in dem zwischen
dem Erhitzer und der Anschlußstelle der Nebenleitung liegenden Teil derselben, noch
ein nach dem Erhitzer hin schließendes Rückschlagventil anzuordnen. Dadurch wird
verhindert, daß der in der Wasserleitung herrschende Druck sich auf dem Wege über
die Nebenleitung nach dem Erhitzer hin fortpflanzt. Dieser bleibt also in den Ruhepausen
ganz druckfrei. Auch während der Betriebszeiten steht der Erhitzer nicht unter dem
vollen Druck der Wasserleitung, da ja dann die -Zapfleitung geöffnet ist. Zur weiteren
Sicherung kann der Wasserraum des Erhitzers mit einem Standrohr oder einer Überlaufvorrichtung
in Verbindung stehen; in diese Verbindung wird
vorteilhaft ein Abschlußglied
(Entlastungsventil) eingeschaltet, welches entweder unmittelbar durch die Verstellvorrichtung
oder mittelbar durch eine beim Zapfen in der Wasserzuleitung zum Erhitzer entstehende
Druckänderung in der `Weise betätigt wird, daß es während des Zapfvorganges geschlossen
wird, in den Ruhepausen aber offensteht: Auf diese Weise kann eine Druckzunahme
im Erhitzer infolge der bei der Aufheizung auftretenden Wärmedehnung des Wasserinhaltes
oder bei etwaiger Undichtigkeit des Wasserzufluß- oder des Rückschlagventiles mit
Sicherheit verhindert werden. Das Entlastungsventil kann als Sicherheitsventil ausgebildet
sein, indem es mit seiner Verstellv orrichtung nicht starr, sondern kraftschlüssig
unter Vermittlung einer Feder verbunden wird, so daß es sich auch unabhängig von
der Verstellvorrichtung öffnen kann.
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Die neue Warmwasseranlage kann auch mehrere Erhitzer enthalten, z.
B. einen Vorratserhitzer (Speicher), in welchem ständig warmes ZVasser auf Vorrat
gehalten wird, und einen Stromerhitzer, in welchem das Wasser erst während des Zapfvorganges
erwärmt wird. In diesem Falle wird zweckmäßig der Wasserweg eines dieser Erhitzer
als den anderen Erhitzer umgehende Nebenleitung benutzt; die den Wassereintritt
zu dem anderen Erhitzer steuernde Vorrichtung wird dann an den Wasserweg des als
Umgehungsleitung dienenden Erhitzers angeschlossen. Hierdurch kann erreicht werden,
daß bei geringer Wasserentnahme nur der .Vorratserhitzer, bei starker Wasserentnahme
aber der Stromerhitzer in Tätigkeit tritt. Bei einer aus einer größeren Zahl von
Erhitzern bestehenden Anlage kann erreicht werden, daß die Erhitzer selbsttätig
- je nach dem Warmwasserbedarf - der Reihe nach eingeschaltet werden, so daß bei
geringer Wasserentnahme nur ein Erhitzer in Tätigkeit tritt, bei stärkerer Entnahme
aber mehrere oder alle Erhitzer arbeiten.
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In der Nebenleitung kann ein Ventil angeordnet sein, durch welches
sie verengt oder abgeschlossen werden kann, wenn der Wasserzutritt zum Erhitzer
freigegeben wird, zum Zweck, übermäßige Kaltwasserzufuhr zur Zapfstelle durch -die
Nebenleitung zu vermeiden. Dieses Ventil kann zugleich mit der den Wasserzutritt
zum Erhitzer steuernden Vorrichtung betätigt werden, etwa indem es mit dem Gestänge
dieser Vorrichtung oder mit sonstigen, beim Zapfvorgang bewegten Teilen in geeigneter
Weise verbunden wird.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen Abb. i bis 3 Anlagen mit einem Warmwasserspeicher, Abb. 4 eine Anlage
mit einem Stromerhitzer und einem Speicher und Abb. 5 eine Anlage mit vier Stromerhitzern.
In den Abbildungen sind übereinstimmende Teile mit gleichen Zeichen versehen.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i ist in der zum Speicher i führenden
Wasserzuflußleitung 2, 2' ein Ventil 3 angeordnet, welches mit einer Membran 4.
verbunden ist. Die Membran trennt die beiden Kammern 5 und 5' des Membrangehäuses
voneinander. Die auf der Seite des Ventils 3 liegende Kammer 5 steht ständig unter
dem Druck der Wasserleitung ?-
Von der Anschlußleitung 2 ist eine Nebenleitung
6 in die zu den Zapfstellen 8 führende Zapfleitung 7 geführt. In der Nebenleitung
6 befindet sich eine Verengung 9, hinter der eine Druckentnahmeleitung io zur anderen
Kammer 5' des Membrangehäuses abgezweigt ist. In der Zapfleitung 7 ist ein Rückschlagventil
ii angeordnet. Wenn die Zapfstellen 8 geschlossen sind, pflanzt sich der Wasserleitungsdruck
über die Nebenleitung 6 und die Druckentnahmeleitung io in die 1Tembrankammer 5'
des Membrangehäuses fort, hält also dem Druck in der Kammer 5 das Gleichgewicht;
dementsprechend wird das Ventil 3 durch die auf Schließen hinwirkende Feder 23'
geschlossen gehalten. Beim Öffnen einer Zapfstelle 8 tritt an derVerengung 9 der
-Leitung 6 ein Druckgefälle auf; dementsprechend sinkt jetzt der Druck in der Membrankammer
5', und derÜberdruck in der Kammer 5 bewirkt das Öffnen des Ventils 3. Das nunmehr
durch die Leitung 2, 2'- in den Speicher i fließende kalte Wasser drängt den Warmwasservorrat
an dem Rückschlagventil ii vorbei durch die Zapfleitung 7 zur Zapfstelle. An den
Speicherraum i ist ein Standrohr 12 bekannter Art angeschlossen, das mit einem Überlaufgefäß
15 versehen ist, an das eine Ablaufleitung 16 angeschlossen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, daß das Standrohr 12 für die Dauer der Wasserentnahme verschlossen
wird. Zu diesem Zwecke ist ein mit einer Membran 14 verbundenes Entlastungsventil
13 eingebaut, und die dem Ventil abgekehrte Seite des Membrangehäuses ist durch
eine Druckentnahmeleitung 17 mit einer vor einer Verengung 18 gelegenen Stelle der
Flüssigkeitsleitung 2' verbunden. In den Ruhepausen herrscht an beiden Seiten der
Membran 14 der gleiche Flüssigkeitsdruck, und das Ventil 13 ist durch eine Feder
i9 geöffnet und das Innere des Speichers daher mit dem Standrohr i2 verbunden und
vom Druck der Wasserleitung entlastet. Beim Zapfen bewirkt der an der Drosselstelle
18 sich einstellende Druckunterschied das Schließen des Ventils 13, so daß die Wasserentnahme
an der Zapfstelle 8 unter einem gewissen Druck erfolgen kann.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 ist das Entlastungsventil 13,
welches das Standrohr i2
für die Dauer der Mrasserentnahme verschließt,
mit der Membran 4 verbunden, welche auch das Wasserzuflußventil3 steuert. Die beiden
Ventilen gemeinsame Spindel 2o ist mit einer einerseits mit der Zuflußleitung 2,
anderseits mit der Membrankammer 5' in Verbindung stehenden Bohrung 21 versehen,
welche einen Teil der Nebenleitung 6 und gleichzeitig die Verengung bildet.
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Bei der Ausführungsform der Abb. 3 ist das Entlastungsventil 13 von
der Spindel 2o der Membran 4 getrennt und wird bei angehobenem Ventil g durch eine
Feder 23 gegen seinen Sitz gepreßt. Schließt sich das Ventil 3, so wird das Ventil
13 durch das Ende der Ventilspindel 2o von seinem Sitz abgehoben. Das Ventil 13
kann bei dieser Anordnung unabhängig von dem Ventil 3 als Sicherheitsventil wirken.
Das Rückschlagventil ii trägt ein Nadelventil 24, welches den freien Ouerschnitt
der Verengung 9 in der Nebenleitung 6 verkleinert, sobald das Rückschlagventil ii
öffnet. Bei der Lage der Steuervorrichtung über dem höchsten Punkt des Speichers
i ist ein Standrohr nicht erforderlich; das Überlaufwasser kann durch einen Stutzen
16 abgeführt werden.
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Bei dem Anwendungsbeispiel der Abb. 4 sind ein Warmwasserspeicher
27 und ein Stromerhitzer 28 an eine gemeinsame Zapfleitung 7 angeschlossen. Die
in den Erhitzer 28 führende Wasserleitung 2' steht unter dem Einfluß des Ventils
3 der Steuervorrichtung. Der Vorratserhitzer 27 ist in die Nebenleitung 6 eingeschaltet,
die aus der gemeinsamen Zuflußleitung 2 über eine Durchbohrung 21 der Ventilspindel
2o gespeist wird. Mit der letzteren ist ferner ein in dem zum Brenner des Stromerhitzers
28 führenden Gaswege. angeordnetes Gasventil 29 verbunden. Bei Entnahme einer geringen
Wassermenge aus einer Zapfstelle 8 tritt das kalte Wasser durch die Bohrung 2i in
die Leitung 6 und verdrängt das in dem Speicher 27 erwärmte Wasser. Bei größerer
Wasserentnahme wird der in der Bohrung 21 hervorgerufene Druckabfall zur Bewegung
der Membran 4 ausreichen; hierbei wird das Ventil 3 geöffnet, durch welches nunmehr
der Flüssigkeitserhitzer 28 mit Wasser versorgt wird, während abhängig von der Wasserzufuhr
in bekannter Weise dem Brenner durch das Gasventi129 Brennstoff zugeführt wird.
Bei der Bewegung der Membran 4 wird die Ausmündung der Bohrung 21 durch Annäherung
an den Vorsprung 30 verengt, so daß die Lieferung des warmen Wassers nunmehr
fast ausschließlich durch den Stromerhitzer 28 erfolgt.
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Die Abb. 5 zeigt ein Anwendungsbeispiel, bei welchem mehrere Stromerhitzer
31a, 31b, 31e und 31d an eine gemeinsame Zapfleitung 7 angeschlossen sind. Die Wasserwege
des Erhitzers 3111 bilden die Nebenleitung 6a, deren Druckabfall den Flüssigkeitszutritt
zum Erhitzer 31b mittels einer Steuervorrichtung 3b, 4b steuert. Das in den Wasserwegen
des Erhitzers 31' auftretende Druckgefälle kann auf eine in den Wasserwegen des
Erhitzers 3i° angeordnete Steuervorrichtung 3°, 4c einwirken usw. Jeder Flüssigkeitserhitzer
ist mit einer besonderen Steuervorrichtung 32 bekannter Art versehen, welche die
Gaszufuhr entsprechend dem Wasserdurchgang regelt. Bei den Erhitzern 31b; 312 und
31d könnte die Brennstoffzufuhr in der in Abb. 4 gezeigten Weise auch unmittelbar
durch die Membranen 4b, 4c und 4d gesteuert werden.