DE973577C

DE973577C - Gas heated water heater

Info

Publication number: DE973577C
Application number: DEP28142D
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Ing Bruemmerhoff
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1948-12-31
Filing date: 1948-12-31
Publication date: 1960-03-31

Description

Gasbeheizter Warmwasserbereiter Die Erfindung betrifft einen gasbeheizten Warmwasserbereiter mit einem an eine Zapfleitung angeschlossenen Durchlauferhitzer und einem an eine Kaltwasserzuleitung angeschlossenen Speicherbehälter, der ein- und auslaßseitig durch je eine mit einer Absperrvorrichtung versehene Umlaufleitung miteinander verbunden sind, so daß bei geöffneten Absperrvorrichtungen ein Wasserumlauf zwischen Durchlauferhitzer und Speicherbehälter durch thermische Auftriebskräfte stattfindet.Gas-heated water heater The invention relates to a gas-heated water heater Water heater with a water heater connected to a tap and a storage tank connected to a cold water supply line, which and on the outlet side through a circulation line each provided with a shut-off device are connected to each other, so that a water circulation when the shut-off devices are open between water heater and storage tank by thermal buoyancy forces takes place.

Es ist bei solchen Geräten bekannt, durch geeignete Absperrvorrichtungen in den Umlaufleitungen dafür zu sorgen, daß ein unmittelbares Zapfen des Speicherwassers verhindert wird, so daß das Speicherwasser erst zur Nacherwärmung durch den Durchlauferhitzer fließt, ehe es zur Zapfstelle gelangt, Solche kombinierten Warmwasserbereiter mit thermischem Umlauf und Nachwärmerschaltung haben den Vorteil, daß man sofort größere Warmwassermengen zur Verfügung hat, als sie der Durchlauferhitzer allein liefern kann. Die Nachwärmung bringt den Vorteil, daß das Wasser bei verhältnismäßig niedriger Temperatur gespeichert werden kann, so daß weniger Wärmeverluste auftreten. Ein Nachteil der kombinierten Warmwasserbereiter mit thermischem Umlauf und N achwärmerschaltung besteht jedoch darin, daß das nachzuwärmende Speicherwasser durch die Mischung mit dem in den Speicher nachströmenden Kaltwasser allmählich immer kälter wird, so daß man allmählich absinkende Auslauftemperaturen erhält. Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Gaszufuhr zum Nachwärmen des Durchlauferhitzers nach Maßgabe der absinkenden Auslauftemperaturen zu vergrößern. Dieser Weg führt jedoch entweder zu unvollkommener Ausnutzung oder zur Überlastung des Durchlauferhitzers. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige kombinierte Warmwasserbereiter mit therinischem Umlauf und Nachwärmerschaltung mit einer Regelvorrichtung zu versehen, die, ohne den thermischen Umlauf zu stören, bei voller Leistungsausnutzung gleichbleibende Auslauftemperaturen gewährleistet.It is known for such devices through suitable shut-off devices in the circulation lines to ensure that an immediate tap of the storage water is prevented, so that the storage water only needs to be reheated by the water heater flows before it reaches the tap, Such combined water heater with thermal circulation and reheater circuit have the advantage that one immediately larger There is enough hot water available than the instantaneous water heater alone can supply can. The reheating has the advantage that the water is relatively lower Temperature can be stored so that less heat loss occurs. A Disadvantage of the combined water heater with thermal circulation and reheater circuit is, however, that the storage water to be reheated by the mixture with the cold water flowing into the memory is gradually getting colder, so that gradually decreasing outlet temperatures are obtained. It's already suggested been, the gas supply for reheating the water heater in accordance with the sinking To increase outlet temperatures. However, this path leads to either imperfect Utilization or overloading of the flow heater. The invention is based on the task of such combined water heaters with therinischem To provide circulation and reheater circuit with a control device that, without to disturb the thermal circulation, constant with full utilization of power Outlet temperatures guaranteed.

Diese Aufgabe wird bei einem gasbeheizten Warmwasserbereiter der eingangs geschilderten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine einlaßseitig an den Durchlauferhitzer angeschlossene Verbindungsleitung zum Speicherbehälter führt, in der ein Drosselventil angeordnet ist, das die beim Zapfen dürchlaufendeWassernienge in Abhängigkeit von der Temperatur des dem Durchlauferhitzer zufließenden Speicherwassers steuert, und daß beim Zapfen die Absperrvorrichtungen in der Umlaufleitung durch einen nach Art einer Wassermangelsicherung ausgebildeten Membranschalter geschlossen werden, an dem ein am Drosselventil beim Wasserdurchfluß auftretender dvnamischer Druckunterschied wirksam wird.In the case of a gas-fired water heater, this task is the one at the beginning described genus is solved according to the invention in that an inlet side to the The connection line connected to the water heater leads to the storage tank, in which a throttle valve is arranged, which regulates the water streak when tapping depending on the temperature of the storage water flowing into the flow heater controls, and that the shut-off devices in the circulation line by the pin a membrane switch designed in the manner of a water shortage safety device is closed at which a dvnamic Pressure difference becomes effective.

Im Gegensatz zu der erwähnten bekannten Regelung der Gaszufuhr wird nach der Erfindung bei sinkender Temperatur des Speicherwassers nicht die Gasmenge vergrößert, sondern die nachzuwärinende Wassermenge verkleinert. Dadurch wird es möglich, den Durchlauferhitzer während der Nacherwärmung mit gleichbleibender Leistung zu betreiben, weil bei allen Speicherwassertemperaturen (las Produkt aus Wassermenge mal Temperaturunterschied gleichbleibt.In contrast to the aforementioned known regulation of the gas supply According to the invention, when the temperature of the storage water falls, the amount of gas does not increase increased, but decreased the amount of water nachwärinende. This is how it becomes possible to use the water heater during reheating with constant output to operate because at all storage tank water temperatures (read product of water quantity times temperature difference remains the same.

Bei einfachen Durchlauferhitzern ist es bekannt, die Wassermenge in Abhängigkeit von der Zulauftemperatur zu regeln. Derartige Anordnungen sind aber nicht ohne weiteres anwendbar, wenn der Durchlauferhitzer wie bei den hier behandelten kombinierten Warmwasserbereitern zusätzlich noch die Erwärmung des Speicherwassers durch thermischen Umlauf übernehmen soll.In simple instantaneous water heaters, it is known that the amount of water in To be regulated depending on the inlet temperature. Such arrangements are however not readily applicable if the water heater is like the ones discussed here combined water heaters also heat the storage tank water should take over by thermal circulation.

Dadurch, daß der an dem temperaturgesteuerten Drosselventil auftretende dynamische Druckunterschied benutzt wird, um durch einen nach Art einer Wassermangelsicherung wirkenden Membranschalter die Absperrvorrichtung zu betätigen, wird der Vorteil erreicht, daß man im Wasserweg des thermischen Umlaufes als Absperrvorrichtung nicht, wie es bekannt ist, ein Rückschlagventil anwenden muß, sondern ein Ventil vorsehen kann, das nur beim Zapfen in Tätigkeit tritt, sonst aber den thermischen Umlauf nicht behindert oder belastet.In that the occurring at the temperature-controlled throttle valve dynamic pressure difference is used to through a kind of a water shortage safety device Acting membrane switch to operate the shut-off device becomes the advantage achieved that in the waterway of the thermal circulation as a shut-off device, as is known, a check valve must be used, but a valve must be provided that only comes into action when tapping, but otherwise the thermal circulation not disabled or burdened.

Die Erfindung und ihre weitere Ausbildung sind im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt Fig. i schematisch und teilweise im Schnitt einen kombinierten Warmwasserbereiter mit Wasserinengen- und Brennergasregelung, Fig. i a einen Schnitt durch den Wasserinengenregler der Fig. i längs der Schnittlinie a-b.The invention and its further training are given below an exemplary embodiment explained in more detail, which is shown in the drawing. It shows Fig. I schematically and partially in section a combined water heater with water volume and burner gas control, Fig. i a a section through the water volume controller of Fig. i along the section line a-b.

In Fig. i ist ein allseitig isolierter Speicherbehälter i dargestellt, der durch eine Umlaufleitung 2, 3 an einen Durchlauferhitzer bekannter und daher nicht näher zu erläuternder Bauart angeschlossen ist. Dieser Durchlauferhitzer besteht aus einem Heizschacht d.. der über einem Gasbrenner angeordnet ist. Der Heizschacht d. ist von einer wasserführenden Rohrschlange 6 umgeben und oben durch einen Lamellenblock 7 abgeschlossen, der von den Wasserrohren mehrfach durchsetzt ist.In Fig. I, a storage container i insulated on all sides is shown, which is known and therefore through a circulation line 2, 3 to a water heater type not to be explained in more detail is connected. This water heater consists from a heating shaft d .. which is arranged above a gas burner. The heating shaft d. is surrounded by a water-carrying pipe coil 6 and at the top by a lamellar block 7 completed, which is penetrated several times by the water pipes.

Sowohl in den unteren, 2, als auch in den oberen Zweig 3 der Umlaufleitung 2, 3 ist ein Absperrkolbenventil 8, 9 eingebaut. Beide Absperrkolben B. 9 sind miteinander und mit einer Gummimembran i i durch eine Steuerstange io verbunden. Das die Membran ii durchdringende Ende der Steuerstange io trägt einen Ventilkörper 12. Die Meinbran i i teilt den Raum eines 11 embrangehäuses in eine obere und eine untere Kammer. Die untere Kammer ist über ein Regelventil 12 an die Kaltwasserzuleitung angeschlossen. Eine gedrosselte Leitung 27 verbindet die untere Kammer außerdem mit dem Speicherbehälter i bzw. mit dein unteren Zweig 2 der Umlaufleitung. In der oberen Kammer ist eine die Membran i i belastende Druckfeder 13 angeordnet. Die obere Kammer ist durch eine Verbindungsleitung 28 an den oberen Zweig 3 der Umlaufleitung und durch eine weitere Verbindungsleitung 29 an den unteren Zweig :2 der Umlaufleitung angeschlossen. Die Verbindungsleitungen 28. 29 sind so angeordnet, daß bei geschlossenen Absperrventilen 8, 9 ein Durchfluß von dem oberen Zweig 3 der Umlaufleitung durch die obere Meinbrankammer zum unteren Anschluß der Rohrschlange 6 stattfinden kann. Beim Eintritt des Wassers aus der Verbindungsleitung 28 in die obere Kammer muß das Wasser durch eine Drosselstelle hindurchtreten, die durch ein Drosselventil 1.4 (vgl. Fig. i a) einstellbar ist. Das Drosselventil 14 sitzt an einem Thermostaten 15, der in der oberen Kammer angeordnet ist und durch eine Spindel mit einem Handrad 16 axial verschoben werden kann. Die Einstellung des Thermostaten IS kann an einer in Temperaturgraden geeichten Skala 17 abgelesen werden. Die Zapfleitung 18 ist auf der Seite des Durchlauferhitzers an den oberen Zweig 3 der Umlaufleitung angeschlossen. In eine Erweiterung der Zapfleitung 18 ist ein Wärmefühler ig eingebaut, der mit einem Dehnungskörper 20 in Verbindung steht. Die Zapfleitung 18 ist unten durch ein Zapfventil 3o abgeschlossen. Der Dehnungskörper 2o sitzt im Gehäuse eines Gasventils 22, das den Gasbrenner 5 trägt. Mittels einer Stoßstange 21 wirkt der Dehnungskörper 2o verstellend auf das Gasventil 22 ein, das von einer Ventilfeder 26 kraftschlüssig an die Stoßstange 21 angedrückt wird. Im Gasventilgehäuse ist ein weiterer Dehnungskörper 23 angeordnet, der mit einem Bügel 25 verbunden ist. Der Bügel 25 umschließt den Dehnungskörper 2o und die Stoßstange 21 und kann daher ebenfalls verstellend auf das Gasventil 22 einwirken, wenn der Hub des Dehnungskörpers 23 den des Dehnungskörpers 2o überwiegt. Der Dehnungskörper 23 ist an einen Wärmefühler 24. am Boden des Speicherbehälters i angeschlossen. Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Bei Speicherbetrieb kommt durch den Auftrieb des in der Rohrschlange 6 erwärmten Wassers ein fortgesetzter Wasserumlauf zwischen dem Speicher i und dein Durchlauferhitzer zustande, wobei das kältere Wasser der Rohrschlange 6 durch den unteren Zweig 2 der Umlaufleitung zufließt und das erwärmte durch den oberen Zweig 3 der Umlaufleitung in den Speicher i zurückläuft. Wenn der ganze Speicherinhalt auf die an dem Wärmefühler 24 eingestellte Temperatur erwärmt ist, wird die Gaszufuhr zum Brenner 5 durch das Ventil 22 so weit gedrosselt, daß dem Gerät nur noch die zur Aufrechterhaltung der eingestellten Temperatur notwendige Wärme zugeführt wird.Both in the lower, 2, and in the upper branch 3 of the circulation line 2, 3 a shut-off piston valve 8, 9 is installed. Both shut-off piston B. 9 are with each other and connected to a rubber diaphragm i i by a control rod io. That the membrane ii penetrating end of the control rod io carries a valve body 12. The Meinbran i i divides the space of an 11 embrangehäuses into an upper and a lower chamber. The lower chamber is connected to the cold water supply line via a control valve 12. A throttled line 27 also connects the lower chamber to the storage tank i or with your lower branch 2 of the bypass line. In the upper chamber is one the diaphragm i i loaded compression spring 13 is arranged. The upper chamber is through a connecting line 28 to the upper branch 3 of the circulation line and through a further connecting line 29 connected to the lower branch: 2 of the circulation line. The connecting lines 28, 29 are arranged so that when the shut-off valves are closed 8, 9 a flow from the upper branch 3 of the circulation line through the upper Meinbrankkammer to the lower connection of the coil 6 can take place. When the water enters From the connecting line 28 in the upper chamber, the water must pass through a throttle point pass through, which is adjustable by a throttle valve 1.4 (see. Fig. i a). The throttle valve 14 sits on a thermostat 15, which is arranged in the upper chamber and can be moved axially by a spindle with a handwheel 16. the The IS thermostat can be set on a scale calibrated in temperature degrees 17 can be read. The tap line 18 is on the side of the water heater connected to the upper branch 3 of the circulation line. In an extension of the tap 18 a heat sensor ig is installed, which is connected to an expansion body 20 stands. The dispensing line 18 is closed at the bottom by a dispensing valve 3o. The expansion body 2o sits in the housing of a gas valve 22 which carries the gas burner 5. By means of a Bumper 21, the expansion body 2o adjusts the gas valve 22, which is pressed against the bumper 21 in a non-positive manner by a valve spring 26. In the gas valve housing, a further expansion body 23 is arranged, which with a Bracket 25 is connected. The bracket 25 encloses the expansion body 2o and the bumper 21 and can therefore also have an adjusting effect on the gas valve 22 when the Stroke of the expansion body 23 predominates that of the expansion body 2o. The expansion body 23 is connected to a heat sensor 24 at the bottom of the storage container i. the The mechanism described works as follows: Comes in storage mode due to the buoyancy of the water heated in the pipe coil 6, a continued one Water circulation between the storage tank i and your water heater is established, whereby the colder water of the coil 6 through the lower branch 2 of the circulation line flows in and the heated through the upper branch 3 of the circulation line in the memory i runs back. When the entire memory content is set to the one set on the heat sensor 24 Temperature is heated, the gas supply to the burner 5 through the valve 22 is so far throttled that the device only has to maintain the set Temperature necessary heat is supplied.

Beim Zapfen von heißem Wasser entsteht zwi-,chen der oberen und der unteren Kammer der Membran i i ein dynamischer Druckunterschied durch den Strömungswiderstand, den der fließende Wasserstrom in der Leitung 27 beim Durchgang durch den Speicher i und an dem Drosselventil 14 findet. Unter Wirkung dieses Druckunterschiedes bewegt sich die Membran i i nach oben und das Regelventil 12 so weit in den Ventilsitz hinein, bis Gleichgewicht zwischen der Hubkraft der Membran i i und der Gegenkraft der Feder 13 besteht. Bei der Aufwärtsbewegung der Membran i i sperren die Kolben 8 und 9 die Umlaufleitung 2, 3 ab. Das heiße Wasser, das durch den Leitungsdruck des kalten Wassers, das durch die Leitung 27 in den Behälter i eintritt, herausgedrückt wird, gelangt jetzt durch die Verbindungsleitung 28, 29 in die Rohrschlange 6 und nach Austritt aus dem Durchlauferhitzer durch die Zapfleitung 18 zu dem Zapfventil 30. Es findet dabei eine N achwärmung des Speicherwassers statt, zugleich aber auch eine Wassermengenregelung. Im gleichen Maße, wie nämlich das durch den Teil 28 der Verbindungsleitung aus dem Speicher i ausfließende und in die obere Kammer strömende Wasser kälter wird, zieht sich der Thermostat 15 zusammen und drosselt durch den Ventilkörper 14 die zum Durchlauferhitzer fließende Wassermenge. Diese Drosselstelle, die nach der Skala 17 einstellbar und außerdem temperaturabhängig veränderlich ist, bestimmt den Einstellwert des Wassermengenreglers, dessen Regelventil 12 durch die vorbelastete Membran i i gesteuert wird. Es fließt also unabhängig von schwankendem Wasserdruck immer nur so viel Wasser zur Nachwärmung durch den Durchlauferhitzer, daß die an der Skala 17 eingestellte Auslauftemperatur erreicht wird. Restliche Schwankungen der Auslauftemperatur, die insbesondere durch Schwankungen des Gasdruckes oder des Heizwertes verursacht werden, können durch den Wärmefühler i9 und den zugehörigen Dehnungskörper 2o durch Veränderung der Gaszufuhr zum Brenner 5 beseitigt werden.When tapping hot water arises between the upper and the lower chamber of the membrane i i a dynamic pressure difference due to the flow resistance, the flowing water flow in the line 27 when passing through the memory i and on the throttle valve 14. Moved under the effect of this pressure difference the membrane i i upwards and the control valve 12 so far into the valve seat in until equilibrium between the lifting force of the diaphragm i i and the counterforce the spring 13 consists. The pistons block when the diaphragm i i moves upwards 8 and 9 the circulation line 2, 3 from. The hot water by the line pressure of the cold water entering the container i through the line 27, pressed out is now passes through the connecting line 28, 29 into the coil 6 and after exiting the water heater through the dispensing line 18 to the dispensing valve 30. The storage water is reheated, but also at the same time a water volume control. To the same extent as that by part 28 of Connecting line flowing out of the memory i and flowing into the upper chamber Water is colder, the thermostat 15 contracts and throttles through the Valve body 14 the amount of water flowing to the water heater. This choke point, which is adjustable according to the scale 17 and also variable depending on the temperature, determines the setting of the water volume regulator, the control valve 12 of which by the pre-loaded membrane i i is controlled. So it flows regardless of fluctuations Water pressure always only as much water for reheating by the flow heater, that the outlet temperature set on the scale 17 is reached. Rest Fluctuations in the outlet temperature, in particular due to fluctuations in the gas pressure or the calorific value can be caused by the temperature sensor i9 and the associated Expansion body 2o can be eliminated by changing the gas supply to the burner 5.

Bei dem geschilderten Ausführungsbeispiel ist bemerkenswert, daß auch bei der Nachwärmung, wenn das Wasser aus dem Speicher i oben austritt, ein von unten nach oben gerichteter Durchlauf durch den Erhitzer stattfindet. Das hat den Vorteil, daß auch beim Nachwärmen des Speicherwassers die üblichen Wärmeübertragungsverhältnisse im Durchlauferhitzer vorliegen.In the illustrated embodiment, it is noteworthy that also during reheating, when the water exits from the tank i at the top, a from below upward pass through the heater takes place. That has the advantage, that the usual heat transfer conditions also apply when reheating the storage water are present in the water heater.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Gas heated water heater with one to one Water heater connected to the tap and one to a cold water supply line connected storage tank, the inlet and outlet side by one with a Shut-off device provided circulation line are connected so that at open shut-off devices a water circulation between the water heater and Storage tank takes place by thermal buoyancy forces, characterized in that that a connecting line connected to the water heater on the inlet side (29, 28) leads to the storage tank in which a throttle valve (14) is arranged, this is the amount of water flowing through when tapping, depending on the temperature of the storage water flowing into the water heater controls, and that when tapping the shut-off devices (8, 9) in the circulation line (2, 3) by a device according to Art a membrane switch (i i) designed as a low water protection device are closed, at which a dynamic pressure difference occurring at the throttle valve (14) when the water flows through takes effect.

2. Water heater according to claim i, characterized in that the membrane (i i of the membrane switch is also located in the cold water supply line The water volume control valve (12) controls the pressure difference across the throttle valve (14) holds the same.

3. Water heater according to claim i or 2, characterized in that that the gas supply to the burner (5) of the water heater depending on the Outlet temperature through a thermostat arranged in the tap line (18) (i9) is controlled.

4. Water heater according to claim 3, characterized in that the burner gas valve (22) under the influence of the outlet thermostat (i9) is additionally controlled by a thermostat (24) which is responsive to the storage temperature. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 456 017, 565 349, 686 483, 700 823, 723 588; British Patent No. 403,312; USA. Patent No. 482,076. Askania publication "Gas-Warmwasser -bereiter", May 1935, p. 15.