DE8305010U1 - Gasbeheizter durchlauferhitzer - Google Patents

Description

Joh. Vailiant GmbH

GM 428

10. Februar 1984

Gasbeheizter Durchlauferhitzer

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen gasbeheizter Durchlauferhitzer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein solcher gasbeheizter Durchlauferhitzer ist bekanntgeworde durch die Geräte des Typs MAG-W der Anmelderin. Bei diesen Geräten hat es sich jedoch als nachteilig herausgestellt, daß die zweite Umgehungsleitung für Venturidüse stromab der Venturidüse, aber vor dem eigentlichen Wärmetauscher mündet. Damit gelangt das gesamte Wasser durch den Wärmetauscher. Dies ist insoweit nachteilig, als daß es nicht möglich ist, in seinem Durchsatz unbegrenztes Wasser am Begrenzer und am Wärmetauscher vorbei in die Zapfleitung zu führen, um somit dem Benutzer die Möglichkeit zu geben, die Zapftemperatur

auch im Nennleistungsbereich des Durchlauferhitzers zu variieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Möglichkeit zu eröffnen.

Die Lösung besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Damit besteht die Möglichkeit der Änderung der Zapfwassertemperatur auch bei niedrigen Anschlußdrücken im speisenden Wassernetz.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche beziehungsweise gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren eins und zwei der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur eins eine schematische Darstellung des Wasserwegs eines gasbeheizten Durchlauferhitzers und Figur zwei ein Diagramm. In beiden Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Der gasbeheizte Durchlauferhitzer 1 weist als zentrales Teil einen von einem Gasbrenner 2 beheizten Wärmetauscher 3 auf, an den sich stromab eine Zapfleitung 4 anschließt, die von einem Zapfventil 5 beherrscht ist. Das Kaltwasser fließt in Richtung eines Pfeiles 6 aus einem Kaltwassernetz in eine

Steuervorrichtung 7, die innerhalb eines Gehäuses eine Zuflußleitung 8 mit einer Leitungsverzweigung 9 aufweist. Von der Verzweigung 9 führt eine Umgehungsleitung 10 unmittelbar zur Zapfleitung 4, an die die Umgehungsleitung stromab des Wärmetauschers 3 und stromauf des Zapfventils 5 angeschlossen ist. In die Umgehungsleitung 10 ist ein Justierventil 11 und ein von einer Handhabe 12 gesteuertes Drosselventil 13 eingefügt. Von der Verzweigungsstelle 9 zweigt eine zur Umgehungsleitung 10 parallele Leitung 14 ab, die zu einem Durchsatzbegrenzer 15 führt, der herausnehmbar am Gehäuse gelagert ist, indem eine Schraube 16 entfernt wird. Dem Durchsatzbegrenzer 15 nachgeschaltet ist eine Membrankammer 17, in der eine mit einem Membranteller 18 versehene Membran 19 längs ihres Randes druckdicht eingespannt ist, so daß sich im Gehäuse eine Unterdruck-Membrankammer 20 und eine Überdruck-Membrankammer 21 bilden. Während der Durchsatzbegrenzer 15 den Einlaß in die Überdruck-Membrankammer 22 bildet, ist ein Auslaß von ihr durch eine Venturidüse 22 gebildet, an deren Engstelle 23 eine Leitung 24 mündet, die zur Unterdruck-Membrankammer 20 führt.

An den Auslaß der Venturidüse 22 ist eine Verbindungsleitung 25 angeschlossen, die die Steuervorrichtung 7 mit der Einlaßseite des Wärmetauschers 3 verbindet. Von der Überdruck-Membrankammer zweigt eine zweite Umgehungsleitung 26 ab, die an einem Ventilsitz 27 beginnt, der noch Teil der Überdruck-Membrankammer 22 ist. Die Umgehungsleitung 26 mündet in einer Einmündung 33 in die Leitung 25 zwischen der Venturidüse und

dem Wärmetauscher. Der Ventilsitz 27 wird von einem kegeligen Ventilkörper 28 beherrscht, der über eine Stange 29 mit dem Membranteller 18 verbunden ist. Mit dem Membranteller ist eine weitere Stange 30 verbunden, die zu einem Ventilkörper 31 führt, der ein Gasventil zum Zuge einer Gaszuleitung 32 beherrscht, die mit dem Brenner 2 verbunden ist.

In der Figur zwei ist ein Diagramm dargestellt, daß die Abhängigkeit des Wasserdurchsatzes 0 in dm^ min" als Punktion des Druckes P in bar beziehungsweise als Funktion von der Temperaturerhöhung Δ t in ⁰C darstellt.

Die Funktion des in der Figur eins beschriebenen Durchlauferhitzers wird nun anhand der Figur zwei näher erläutert. Es wird vom Ruhezustand des Gerätes ausgegangen, das heißt, das Justierventil 11 befindet sich in einer geöffneten Mittelstellung, das Zapfventil 5, das Drosselventil 12, das Ventil 27/28 und das Gasventil 31 sind geschlossen. Es findet kein Gas- und Wasserdurchsatz statt.

Wird nun zum Inbetriebsetzen des gasbeheizten Durchlauferhitzers das Zapfventil 5 geöffnet, so resultiert unmittelbar ein Wasserstrom, begrenzt durch den Durchsatzbegrenzer 15, durch die Überdruck-Membrankammer 21, die Venturidüse, die Leitungen 25 und 4 und durch den Wärmetauscher 3· Als Folge dieses Wasserdurchsatzes entsteht über die Leitung 24 und den an der Venturidüse erzeugten Unterdruck ein Unterdruck in der Unterdruck-Membrankammer 20, was ein Anheben der Mem-

bran 19 zur Folge hat. Ein Anheben der Membran bewirkt über die Stange 30 ein Abheben des Ventilkörpers 31 von seinem Ventilsitz und damit eine Freigabe des Gasventils.

In dem Moment, in dem das öffnen des Gasventils erfolgt, erfolgt aber auch ein öffnen des Ventils 27/28 und damit eine Freigabe der Umgehungsleitung 26. Die Freigabe der Umgehungsleitung erfolgt sukzessive, so daß über die Umgehungsleitung bei stärker werdendem Wasserdurchsatz ein geringerer Druck an der Venturi entwickelt wird, so daß die öffnung des Gasventils zwar proportional dem Wasserdurchsatz ist, aber weniger stark zunimmt als der Wasserdurchsatz. Das gesamte, durch die Venturidüse und durch die Umgehungsleitung 26 fließende Wasser, wird im Wärmetauscher 3 erwärmt und über die Zapfleitung 4 dem Zapfventil zur Verfügung gestellt. Hierzu kann ein über das Drossel- und Justierventil 11, IS beherrschtet·¹ Wasserdurchsatz am Wärmetauscher vorbeigeführt und unmittelbar dem das Zapfventil Bedienenden zur Verfügung gestellt werden.

Aus dem Diagramm der Figur zwei ist zunächst eine Kurvenschar 40, 41, 42 und 43 ersichtlich, die vom Nullpunkt ausgeht und bei bestimmten maximalen Wasservordrücken, die vgüi speisenden Netz vorgegeben sind, zu bestimmten Durchsätzen führen. So ergibt sich die Kurve 40 bei einem Wasserdruck von 6 bar durch mehr oder weniger großes Aufdrehen des Drosselventils 13. Aus der Kurve ist ersichtlich, welcher Wasserdurchsatz durch

die Umgehungsleitung erfolgt, wenn ein bestimmter maximaler Wasservordruck gegeben ist. Bei einem maximalen Wasserdruck von 4 bar ergibt sich die Kurve 41 und bei einem bar die Kurve 43-

Die Kurve 44 stellt die Kennlinie des Durchsatzbegrenzers 15 dar. Von einem Wasserdruck von 0-1 bar läuft die Kurve steil vom Nullpunkt zu einem Punkt 45, um anschließend nahezu waagerecht einzuschwenken. Hieraus ist ersichtlich, daß ein über einem bar liegender Wasservordruck sich auf den Wasserdurchsatz über die Leitungen 14 und 25 und durch den Wärmetauscher nicht weiter auswirkt.

Die Kurve 46 entsteht nun durch die Addition der Kurve 40 mit der zugehörigen Kurve 44. Die andere Kurve 47 ergibt sich unter Addition der Kurven 42 und 44. Die Kurven 46 und 47 enden bei der maximalen gerätetypischen Temperaturerhöhung, hier 25 ⁰C oder bei dem maximalen Wasserdurchsatz von 10 dm min . Aus den Kurven 46 und 47 geht hervor, daß man durch Variation des Wasserdurchsatzes in der Umgehungsleitung 10 durch Verstellen des Drosselventils 13 sowohl die Temperaturerhöhung und damit die Gesamtwasser-Zapftemperatur als auch den Durchsatz in Abhängigkeit vom vorgegebenen Wnsservordruck variieren kann.

Das Justierventil ist dazu bestimmt, einen mittleren Durchsatz vom Installateur des Gerätes im Hinblick auf den am Aufstellungsort herrschenden Wasservordruck einstellen zu lassen,

der als maximaler BypaSdu.pehs'at'z'Wmogl'icht wird. Der Gerätebenutzer kann diesen Durchsatz durch Betätigen des Drosselventils 13 zwar unterfahren, aber nicht vergrößern.

Weist das Zapfventil 5 einen kleineren Querschnitt auf als der Drosselquerschnitt des Durchsatzbegrenzers 15, so resultiert daraus eine mit der Zapfstellung des Zapfventils veränderliche Durchsatzkurve bis sum Einsetzen d?s Begrenzers. Diese Kurve entspricht der Kurve 48 in Figur zwei. Im Punkt 45 dieser Kurve setzt der Begrenzer ein, so daß der Wasserdurchsatz dann unabhängig von der Stellung des Zapfventils g^mäß der Kurve 44 konstant oder nahezu konstant verläuft.

Wird nunmehr das Drosselventil 13 durch Betätigen der Handhabe 12 geöffnet, so resultiert in dem Leitungszug 10 ein Wasserdurchsatz, der nicht vom Begrenzer 15 erfaßt wird. Dieser Wasserdurchsatz kann durch entsprechende Verstellung des Drosselventils 13 stetig vergrößert und verkleinert werden. Ist der Drosselquerschnitt des Drosselventils kleiner als der am Drosselventil 11 eingestellte Querschnitt, so beherrscht das Drosselventil 13 den bygepaßten Durchsatz. Ist der Drosrselquerschnitt größer, wird der Gesamtwasserdurchsatz vom Querschnitt des Drosselventils 11 beherrscht. Für den Fall, daß der Querschnitt des Drosselventils kleiner ist, ergibt sich eine Kurve gemäß der Kurve 49 bis zum Punkt 50. Im Punkt 50 tritt wiederum der Begrenzer in Aktion, so daß die Kurve 49 abknickend als Kurve 46 weiterverläuft. Der Kurvenzug 49/46 ergibt sich aus einer Addition der Kurven 48 und 44 zu einer

der Kurven 40 bis 42. Die Kurven 40 bis 42 stellen für sich allein nur den Durchsatz für den Eypaßweg dar. Die Neigung der einzelnen Kurven 40 bis -}2 ergibt sich aus der Stellung des engsten Ventilquerschnitts in Bypaßfahrt..

Hat der Benutzer des Gerätes eine Regelkurve gefunden, die seinen Vorstellungen am besten entspricht, so wird das Drosselventil 11 auf den Querschnitt gebracht, mit dem die Kurve durcii Verstellen der Handhabe 12 am Drosselventil 13 gefunden wird. Damit ist dieser Querschnitt und die Kurve fest im Gerät justiert. Dem Gerätebenutzer ist es möglich, den bygepaßten Kaltwasserdurchsatz durch Variieren der Stellung des Drosselventils 13 zu unterfahren. Bei einem derartigen Unterfahren wird der Durchsatz im Kaltwasser-Bypaßweg verkleinert, der Durchsatz im Wärmetauscherweg bleibt hingegen unverändert. Die Folge einer solchen Androsselung ist demgemäß eine Temperaturerhöhung des ausfließenden warmen Wassers unter Verringerung des Gesamtdurchsatzes.

Dieser Effekt kann aber iuch erreicht werden, wenn die Stellung der Ventile 11 und 13 unverändert gelassen wird, hingegen der Drosselgrad des Zapfventils 5 verkleinert wird. Unter der Voraussetzung, daß der Durchsatz im Pfad des Wärmetauschers 3 im wesentlichen vom Durchsatzbegrenzer 15 beherrscht wird, bewirkt ein Androsseln des Zapfventils 5 lediglich eine Veränderung (Verkleinerung) des Durchsatzes im Bypaßpfad. Die Folge ist die gleiche, nämlich ein Anstieg der Zapfwassertemperatur bei geringfügiger Verkleinerung des Zapfwasserdurch-

satzes. Der Fortschritt dieser Lösung liegt darin, daß der Benutzer durch ein einfaches Variieren der Stellung des Zapfventils zu Zapfwasser unterschiedlicher Temperatur (wenn auch ungleicher Menge) gelangen kann.

Die Kurve 47 in Figur zwei würde erhalten werden, wenn lediglich ein WasseranschluBdruck von 2 bar vorhanden wäre, weil bei diesem Wert bereits der Nennwasserdurchsatz fließt. Der Kurvenast 47 entsteht wieder durch Addition der Kurve 44 mit dem Wert der Kurve 42.

Claims (2)

Joh. Vail 1 ant GmbH u. Co. GM 428 10. Februar 1984 — 1 — Ansprüche

1. Gasbeheizter Durchlauf-Wasserheizer mit einem von einem Brenner beheizten Wärmetauscher, dem das Wasser über einen Wasserschalter zugeführt ist, in dessen Gehäuse, in Durchströmrichtung gesehen, ein Durchsatzbegrenzer sowie eine Venturidüse angeordnet sind, wobei der Raum zwischen dem Durchsatzbegrenzer und der Venturidüse mit einer Membrankammer verbunden ist und die eine Seite der Membran beaufschlagt, während die andere Seite an die Engstelle der Venturidüse angeschlossen ist, wobei zwei Umgehungsleitungen für die Venturidüse vorgesehen sind, deren eine stromab des Durchsatzbegrenzers abgeht und von einem mit der Stellung der Membrane variablen Ventil beherrscht ist und deren anderer mit einem

Drosselventil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Umgehungsleitung (10) stromauf des Durchsatzbegrenzers (15) beginnt und stromab des Wärmetauschers (3) endet.

2. Gasbeheizter Durchlauf-Wasserheizer nach Anspruch eins, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umgehungsleitung (10) ein zusätzliches Justierventil (11) angeordnet ist.