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Elektrischer Schnellerhitzer für strömende Medien Die Erfindung bezieht
sich auf einen elektrischen Schnellerhitzer für strömende Medien und besteht darin,
daß in einem Heizkörper aus einem gut wärmeleitenden Stoff elektrische Heizkörper
eingebettet und Durchflußkanäle für das zu erhitzende Medium vorgesehen sind. Die
Kanäle können im Speicherkörper eingebettete Rohrschlangen sein. Als Speicherkörper
eignet sich insbesondere ein gegossener Metallkörper, in dem die Kanäle oder Rohrschlangen
mit eingegossen sind. Er kann aber auch aus einem anderen gut wärmeleitenden Stoff
bestehen, beispielsweise aus Beton oder Zement. Nach einer weiteren vorteilhaften
Einzelheit der Erfindung sind die Heizkörper in zwei -Gruppen eingeteilt, von denen
die eine dauernd eingeschaltet bleibt und den Speicherkörper auf einer gewünschten
gleichen Dauertemperatur hält, während die zweite von einem Thermostaten gesteuert
wird und den Wärmebedarf bei Höchstbelastung des Schnellerhitzers zusätzlich deckt.
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Der Speicherkörper ist von einer Wärmeisolierschicht umgeben, in der
ein Vorwärmeraurn vorgesehen ist, welcher von dem Medium auf dem Wege zum Speicherkörper
durchflossen wird, das hier vorgewärmt wird. Weitere vorteilhafte Einzelheiten der
Erfindung sind im nachfolgenden beschrieben.
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Die Erfindung eignet sich ganz besonders als Spender von heißem und
warmem Wasser, beispielsweise für Haushaltungen. Die Erfindung hat den Vorteil"daß
,heißes Wasser rasch verfügbar ist, dabei aber auch bei Bedarf dem Schnellerhitzer
warmes Wasser entnommen werden kann. Ein weiterer Vorteil
besteht
darin, daß der Schnellerhitzer verhältnismäßig klein gehalten werden kann, da das
Erhitzendes Wassers oder eines anderen strömenden Mediums durch den Speicherkörper
rasch erfolgt. Ein weiterer Vorteil .besteht darin, daß die dem Schnellerhitzer
zugeführte elektrische Leistung im vollen Umfange in Wärme umgesetzt und ausschließlich
dem zu erhitzenden Medium zugeführt wird, ohne daß irgendeine beachtenswerte Ausstrahlung
der Wärme an die Außenluft erfolgt, so daß der Schnellerhitzer sehr wirtschaftlich
arbeitet.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Schnitt durch einen Schnellerhitzer, beispielsweise an einem Heiß- und Warmwasserspender.
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Der Speicherkörper i besteht aus einem metallenen Körper, in dem eine
Rohrschlange :2 eingebettet, beispielsweise mit eingegossen ist. Der Speicherkörper
ist umgeben von einer Isolierschicht 6 aus einem geeigneten, schlecht wärmeleitenden
Stoff. Diese Isolierschicht ist wiederum umgeben von einem Zwischenraum 4, der als
Vorwärmeraum für das zu erhitzende Wasser dient. Dieser VörWärmeraum wiederum ist
umgeben von einer weiteren Isolierschicht 8, die in einem Mantel 7 eingeschlossen
ist, beispielsweise einem Blechgefäß. Die Rohrschlange 2 ist durch eine Leitung
3 mit der höchsten Stelle des Vorwärmeraumes 4 verbunden, aus dem das Wasser der
Rohrschlange zufließt. Das andere Ende der Rohrschlange ist durch eine Leitung 5
mit der Entnahmestelle für das strömende Medium verbunden, bei einem Wasserspender
mit einer normalen Mischarmatur 12. Der untere Teil des Vorwärmeraumes 4 ist durch
eine Leitung i i ebenfalls mit der Mischarmatur 12 verbunden, wobei die Leitungen
i i und 5 durch Verschraubungen 13 an die Mischarmatur angeschlossen sind. Von der
Leitung 3 führt eine Umgehungsleitung 22 unmittelbar zur Leitung 5. Ein in die Leitung
3 eingebauter Dreiwegehahn 2i dient dazu, um einmal das Wasser aus dem Vorwärmeraum
in die Rohrschlange 2, ein andermal das vorgewärmte Wasser aus dem Vorwärmeraum
4. unter Umgehung der Rohrschlange und damit des Speicherkörpers unmittelbar zur
Entnahmestelle zu leiten.
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Die Strömungsrichtungen sind durch die eingezeichneten Pfeile veranschaulicht.
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Die übliche Mischarmatur 1a enthält zwei Hähne 14 und 15 und ist an
die Kaltwasserleitung 17 angeschlossen. Die beiden Hähne 14 und 15 werden durch
ein Querstück 18 zusammengehralten, an welchem sich auch die Entnahmestelle 16 befindet.
Die Kaltwasserleitung leitet 'das Wasser in die beiden Hähne 14 und 15. Der Hahn
14,leitet außerdem,das Wasser durch die Leitung ii in den Vorwärmeraum 4, während
der Hahn 15 die Leitung 5 außerdem unmittelbar mit der Entnahmestelle 16 verbindet.
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In .dem Speicherkörper i sind elektrische Heizkörper 2o eingebettet,
die den Speicherkörper erhitzen. Es sind zwei Gruppen von Heizkörpern vorgesehen,
von denen,die eine Gruppe a3 unmittelbar an das Netz 24 angeschlossen ist, während
die zweite Gruppe g an das Netz über einen Thermostaten 1o angeschlossen ist, dessen
Fühler sich in dem Vorwärmeraum 4 befindet und damit von der Temperatur im Vorwärmeraum
beeinflußt wird. Zum Ein-und Ausschalten der Heizkörpergruppe g dient ein handbetätigter
Schalter ig in der einen Zuleitung vom Netz 24 zum Heizkörper 2o.
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Die Wirkungsweise des Schnellerhitzers ist folgende: Soll dem Schnellerhitzer
heißes Wasser eitnommen werden, beispielsweise kochendes, so. wird der Schnellerhitzer
durch den Schalter ig an das Netz angeschlossen. Beim Öffnen des Hahnes 14 fließt
dann das kalte Wasseraus der I eitung 17 über den Hahn 14 und Leitung i i
in den Vorwärmeraum 4, von hier durch,die Leitung 3 und den Dreiwegehahn 2i in dessen
veranschaulichter Stellung in die Rohrschlange z, wird hier von dem erhitzten Speicherkörper
schnell auf die Endtemperatur gebracht und fließt dann durch die Leitung 5 und die
in dem Hahn 15 vorgesehene Umleitung zur Entnahmestelle 16. Der Hahn 15 bleibt dabei
geschlossen, so daß aus ihm kein kaltes Wasser aus der Leitung 17 zur Entnahmestelle
gelangen kann.
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Befand sich der Schnellerhitzer bereits einige Zeit im Betrieb. und
soll ihm nun nicht Wasser mit der höchsten Temperatur, sondern lediglich -warmes
Wasser entnommen werden, so wird der Dreiwegehahn 21 von außen so umgestellt, daß
eine direkte Verbindung -der Leitung 3 über die Umleitung 22 mit der Leitung 5 und
damit auch mit der Entnahmestelle 16 erfolgt. Beim Aufdrehen des Hahnes 14 fließt
dann das in den Schnellerhitzer ,gelangende Kaltwasser nicht durch die Rohrschlange
2, sondern drückt lediglich das in dem Vorwärmeraum 4 angewärmte Wasser zur Entnahmestelle.
Das Vorwärmen im Vorwärmeraum 4 erfolgt durch die Wärmeausstrahlung von der inneren
Isolierschicht 6,
.die durch den Speicherkörper i erhitzt wird.
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Wird .der Schnellerhitzer einige Zeit nicht zur Entnahme von Heißwasser
benutzt, so schaltet bei einer bestimmten eingestellten Temperatur in dem Vorwärmeraum
4 der Thermostat io, dessen Fühler sich im Vorwärmeraum befindet, die Heizkörpergruppe
g ab. Die Heizkörpergruppe 23 ist dabei so bemessen, daß sie genügt, um den Speicherkörper
und den Vorwärmeraum auf einer Temperatur zu halten, die eine bis zu einem bestimmten
Grade gewünschte Vorwärmung des Wassers in dem Vorwärmeraum 4gewährleistet. Sinkt
diese Temperatur mit der Zeit, so schaltet-der Thermostat io die Heizkörpergruppe
g wieder vorübergehend ein, bis die dauernd einzuhaltende Temperatur im Vorwärmeraum
wieder erreicht ist.
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Sold dem Schnellerhitzer kaltes Wasser entnommen werden, so wird der
Hahn 15 geöffnet, wobei das Kaltwasser -aus der Leitung 17 durch das Querstück 18
und den Hahn 15 zur Entnahmestelle 16 fließt.
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Soll der Entnahmestelle 16 Mischwasser entnommen werden, so, erfolgt
-das Mischen durch entsprechendes Teilöffnen der beiden Hähne 14 und 15, wobei das
Mischen dann in der Leitung der Entnahmestelle 16 erfolgt.
In. dem
veranschaulichten Beispiel ist in dem Speicherkörper eine Rohrschlange mit eingeschlossen.
Stattdessen kann aber auch der Speicherkörper geteilt sein, wobei die Kanäle oder
Rohrschlangen in Aussparungen zwischen den Speicherkörperteilen eingelegt sind.
Es ist aber auch möglich, die Kanäle oder Rohrschlangen außen auf der Oberfläche
des Speicherkörpers irgendwie gut wärmeleitend zu befestigen. , An Stelle von zwei
Heizkörpern, wie in der Zeichnung gezeigt, können auch mehrere Heizkörper vorgesehen
sein, ebenso können .an Stelle einer Heizschlange mehrere Heizschlangen in dem Speicherkörper
angebracht sein.
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Am zweckmäßigsten ist ein Speicherkörper aus Eisen, da ein solcher
beim kleinsten Umfang die größte Wärmemenge aufnehmen kann. Es ist aber auch möglich,
den Speicherkörper beispielsweise aus Beton oder Zement herzustellen oder aus anderen
gut wärmeleitenden Stoffen. Die in dem Speicherkörper mit eingeschlossene Rohrschlange
wird aus einem Stoff leergestellt, der möglichst rost- und zunderfrei ist.
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Die Dicke der Isolierschicht zwischen dem Speicherkörper und,dem Vorwärmeraum
richtet sich danach, ob die Vorwärmung des Wassers in dem Vorwärmeraum hoch ,oder
niedrig sein so@l1. Die äußere Ioslierschicht dagegen wird so dick bemessen, daß
der äußere Metallmantel des Schnellerhitzers möglichst kühl bleibt, so, daß keine
Wärmeausstrahlung nach außen erfolgt.
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Der in diesem Vorwärmeraum eingebaute Thermostat dient auch dazu,
eine unerwünschte hohe Temperatur des Speicherkörpers zu vermeiden. Er schaltet
hierzu seinen Heizkörper ab, sobald das Wasser in dem Vorwärmeraum eine bestimmte
eingestellte Temperaturhöhe erreicht. Es ist z,-weckmäßig, den Thermostaten auf
eine niedrigere als die gewünschte Temperatur einzustellen, da der 1Tachfluß von
Wärme vom Speicherkörper zum Vorwärmeraum das Wasser in diesem noch nachträglich
erwärmt. Ein Trockengehen würde für den Vorwärmeraum ohne Bedeutung sein, da hier
keine unzulässig hohen Temperaturen auftreten können.