DEF0015822MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 1. Oktober 1954 Bekanntgeniacht am 16. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf einen Warmwasserbereiter, insbesondere für Haushaltszwecke od. dgl., bei dem in einen drucklosen Speicherbehälter für eine Zapfstelle großen Wasserbedarfes ein kleinerer, unter Leitungsdruck stehender, vom Wasserinhalt des Speicherbehälters beheizter Durchlauferhitzer in Form eines Druckbehälters für eine oder mehrere Zapfstellen kleinen Wasserbedarfes eingesetzt ist.

Grundsätzlich ist zwischen zwei verschiedenen Arten von Warmwasserbereitern zu unterscheiden, dem Druckwarmwasserbereiter und dem drucklosen Warmwasserbereiter. Der Prototyp des drucklosen Warmwasserbereiters ist der Badeofen, der des Druckwarmwasserbereiters der Boiler. Der drucklose Warmwasserbereiter hat den Vorteil, unmittelbar befeuert werden zu können, ohne daß in ihm bei Überheizung Druck entstehen kann. Er hat aber den Nachteil, daß an ihn normalerweise nur eine Zapfstelle angeschlossen werden kann und auch durch den Kunstgriff des Wanne-Brause-Hahns nur zwei nahe beieinander, nämlich im Bereich dieses Hahns liegende Zapfstellen, gewöhnlich der Wanneneinlauf und die Brause. Im Gegensatz dazu hat der Druckwarmwasserbereiter den Vorteil, daß man an ihn beliebig viele und beliebig

609 579/46

F15822X/36e

gelegene Zapfstellen anschließen kann. Man kann ihn jedoch nicht unmittelbar beheizen, weil bei ,Überheizung die Gefahr der Dampfdruckbildung und Explosion bestände. Er kann nur mittelbar durch eine ihrerseits drucklose Heizschlange mit Heißwasser oder Dampf geheizt werden.

Um die Vorteile beider Systeme zu vereinigen, hat man bereits in einen nach dem Prinzip des Badeofens gebauten und für die etwa für ein Bad

ίο benötigte Warmwassermenge ausgelegten drucklosen Behälter einen kleinen Druckbehälter, der nur für den Bedarf von Wasch- und Spülbecken ausreicht, eingesetzt. Bei dieser Anordnung kann der große Behälter drucklos ausgebildet ,und unmittelbar beheizt werden, und der kleine, unter Leitungsdruck stehende Behälter wird auf gefahrlose Weise mittelbar im Wasserbad des großen erwärmt. In einem solchen kombinierten Warmwasserbereiter kann außerdem in den drucklosen Behälter noch ■20 eine Heizwasserschlange zum Anschluß an eine Sammelheizung oder auch an einen mit einer sogenannten Warmwassertasche versehenen Heizofen eingebaut werden. Über sie wird der Warmwasserbereiter während der Heizperiode dauernd miterwärmt und kann dann gleichzeitig zur Beheizung des Raumes, in dem er steht, gewöhnlich also des Badezimmers, benutzt werden. Dieses im übrigen sehr vielseitige und beliebte Gerät hat nur einen Nachteil, daß nämlich die Temperatur des Wassers abhängig ist von der Temperatur in der Warmwasserheizung bzw. der Leistung des Ofens, an die bzw. an den das Gerät über die Heizschlange angeschlossen ist. Die Wassertemperatur ist also im strengen Winter hoch und in der Übergangszeit niedrig und reicht demgemäß in der Übergangszeit gewöhnlich nicht aus, wenn das Gerät für die Leistung während der kältesten Tage ausgelegt ist.

Um diesen Nachteil zu beheben, hat man schon außer der Heizschlange noch einen thermostatisch geregelten elektrischen Tauchsieder in den Speicherbehälter eingebaut. Er schaltet sich ein, wenn die Wassertemperatur im Gerät infolge Nachlassens der Leistung der Heizeinrichtung unter die erwünschte Temperatur absinkt. Die Anordnung hat jedoch zwei große Nachteile. Erstens verbraucht sie sehr viel Strom, weil das Gerät bestimmungsgemäß, da es ja auch als Heizung dienen soll, nicht isoliert ist. Und zweitens ist im Hinblick auf diese Heizwirkung des Gerätes auch gar nicht erwünscht, daß es in der Übergangszeit auf seiner Oberfläche gleich hohe Temperatur wie in der kältesten Zeit des Jahres hat, weil dann in der Übergangszeit das

, Badezimmer überheizt wird.

Nach der Erfindung wird, um diese Nachteile zu vermeiden, ein elektrischer Heizkörper nicht einfach als Tauchsieder in den drucklosen Hauptbehälter, sondern in den kleineren, als Durchlauferhitzer ausgebildeten Druckbehälter eingebaut.

Elektrische Durchlauferhitzer sind an sich bekannt, und zwar gibt es zwei Systeme, das elektrolytische und das HeiziOhrsystem, die beide ihre Vor- und Nachteile haben.

Beim, elektrolytischen System wird. das Wasser ^:. dadurch erwärmt, daß der Heizstrom zwischen zwei in das strömende Wasser eintauchenden Elektroden durch das Wasser selbst hindurchgeht. Der Vorteil ist, daß der. elektrische Strom nur eingeschaltet ist, wenn Wasser fließt und dadurch die Elektroden leitend verbindet, und daß der elektrische Strom der Menge des fließenden -Wassers entspricht, so daß Schalt- und Regelorgane nicht erforderlich sind. Der Nachteil ist, daß die Elektroden leicht durch Kesselstein in ihrer Wirkung beeinträchtigt oder gar unwirksam gemacht werden.

Beim Heizrohrsystem ist ein regelrechtes Heizrohr in der Art eines Tauchsieders eingebaut. Seine Heizwirkung wird durch den Ansatz von Kesselstein zwar nur unwesentlich beeinträchtigt, es erfordert jedoch eine Steuerung in Abhängigkeit vom Wasserdruck und eine thermostatische Regelung; außerdem hat das Heizrohr eine erhebliche thermische Kapazität, die bewirkt, daß sich seine Oberflächenach dem Abstellen des Wasserflusses auf weit über 100⁰C erhitzt,' so daß bei wiederhohem Öffnen des Wasserhahns siedendes Wasser oder gar Dampf austreten und Unfälle verursachen kann.

Man ist deshalb schon dazu übergegangen, ein Mittelding aus einem derartigen Heizrohr-Durchlauferhitzer und einem normalen Elektro-Heißwasserspeicher zu bauen, indem man ein Heizrohr von der großen Leistung, wie sie für einen Durchlauferhitzer erforderlich ist, mit einem nur wenige Liter fassenden, isolierten Heißwasserspeicher umgibt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß beim Abstellen des Wassers die Restwärme im Heizrohr gefahrlos an den Wasserinhalt des kleinen Heißwasserspeichers übergeht. Dieser Wasserinhalt erwärmt sich dabei entsprechend der hohen spezifischen Wärme des Wassers nur um wenige Grade, selbst bei wiederholter Einschaltung und auch 'wenn der Inhalt des kleinen Heißwasserspeichers nur 5 1 und die Leistung des Heizrohres z. B. 18 kW beträgt. Dieses Gerät leidet nämlich unter dem allen Durchlauferhitzern eigenen Nachteil, daß eine sehr hohe Anschlußleistung mit entsprechend teurer Installation erforderlich ist, 'um für alle in einem Haushalt vorkommenden Fälle, also beispielsweise auch die Badbereitung, geeignet zu sein. Da das Einfüllen einer Badewanne nicht wesentlich mehr als ¹Zt Stunde in Anspruch nehmen soll, um ein unzulässiges Abkühlen des Wassers während des Einfüllens zu vermeiden, und ein Vollbad etwa 150 1 Wasser von 40⁰ C erfordert, muß die Leistung eines Durchlauferhitzers etwa 10 1 Wasser von 40⁰ C in der Minute sein. Dies entspricht aber einer elektrischen Leistung von 18 kW, also einer beachtlichen Anschlußleistung, die schon eine sehr teure, besondere elektrische Installation erfordert.

Dieser Nachteil läßt sich nun nach der Erfindung dadurch vermeiden, daß bei einem Warmwasserbereiter mit einem drucklosen Speicherbehälter für ^: eine Zapfstelle großen Wasserbedarfes und einem in den Speicherbehälter eingebauten, vom Wasserinhalt des Speicherbehälters beheizten Durchlauf-

609' 57»/«

F 15822 Xl 36 e

erhitzer in Form eines Druckbehälter« für eine oder mehrere Zapfstellen kleinen Wasserbedarfes der Durchlauferhitzer mit einer elektrischen Heizung versehen ist. Hier braucht der Durchlauferhitzer nur eine Leistung zu haben, die für die kleinen Zapfstellen, wie Handwaschbecken und Spülbecken, nicht aber für die Versorgung der Badewanne ausreicht. Zur Bereitung des Bades dient nach wie voider drucklose große Behälter, der jedoch gleichfalls,

ίο wenn auch langsam, von dem elektrischen Heizkörper, und zwar mittelbar über den geheizten Druckbehälter aufgeheizt werden kann. Der Druckbehälter braucht, wenn er als elektrischer Durchlauferhitzer ausgebildet ist, an sich nicht einmal so groß zu sein, daß schon die in ihm enthaltene Wassermenge zum Händewaschen und zum Geschirrspülen ausreicht. Er kann ohne weiteres so klein gebaut sein, daß seine Größe unter der gewöhnlich bei 10 1 liegenden Grenze bleibt, bei deren Überschreitung die Vorschaltung eines Rückschlagventils und eines Sicherheitsventils vorgeschrieben ist. Er braucht sogar nur so groß zu sein, daß sein Wasserinhalt die Restwärme des elektrischen Heizkörpers aufnehmen kann, ohne sich dabei in gefährlieber Weise zu erhitzen. Dafür würden 5 1 schon zuverlässig ausreichen. Man wird ihn trotzdem vorzugsweise etwa 10 1 groß machen, damit beispielsweise im Winter bei der Erwärmung des Warmwasserbereiters von der Heizung her die elektrische Zusatzheizung nicht schon bei allzu kleinen Zapfungen in Tätigkeit zu treten braucht. Um bei der Entnahme kleiner Warmwassermengen aus dem Druckbehälter durch den Durchlauferhitzer nicht jedesmal den ganzen Inhalt des Druckbehälters erwärmen zu müssen, wird nach einem weiteren Erfindungsgedanken zweckmäßig in geringem Abstand um den elektrischen Heizkörper ein Leitrohr angebracht. Es ist oben und unten offen. Ist nun der Druckbehälter mit kaltem Wasser gefüllt und wird gezapft, wodurch sich der elektrische Heizkörper einschaltet, dann erwärmt sich zunächst nur das Wasser im Leitrohr. Um einen Wärmedurchgang durch das Leitrohr hindurch an das umgebende Wasser nahezu ganz auszuschalten, kann das Leitrohr auch wärmedämmend, beispielsweise doppelwandig mit einer isolierenden Luftschicht, ausgebildet werden. Das warme Wasser steigt in dem Leitrohr in die Höhe, und der Querschnitt des Leitrohres ist so bemessen, daß es ungefähr mit der dem Zapfen entsprechenden Geschwindigkeit in die Höhe steigt, also weder in die Zapfleitung unvorgeAvärmtes Wasser eintritt, noch vorgewärmtes in den noch kalten Teil des Druckbehälters übertritt. Ist das Wasser im Druckbehälter schon teilweise vorgewärmt, dann steigt das völlig erwärmte Wasser im Leitrohr entsprechend langsamer, und in die Zapfwasserleitungen tritt ein Gemisch aus dem nunmehr etwas überheizten Wasser aus dem Leitrohr und aus dem nur ungenügend vorgewärmten Wasser aus dem übrigen Teil des Druckbehälters ein. Nach dem Schließen des Zapfwasserhahns erwärmt sich der elektrische Heizkörper durch die in ihm gespeicherte Restwärme weiter. Das Wasser im Leitrohr wälzt sich aber rasch mit dem übrigen Wasser im Druckbehälter um, so daß keine gefährliche Übererwärmung des Wassers eintreten kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand einer Schnittzeichnung zu entnehmen.

Gemäß dieser Zeichnung ist in einem drucklosen Behälter 1 von der Größe, daß er die für ein Bad nötige Wassermenge faßt, von oben ein unter Wasserleitungsdruck stehender Behälter 2 eingebaut, der nur so groß ist, daß er die zum Händewaschen, Spülen u. dgl. auf einmal benötigte Wassermenge faßt. Der drucklose Hauptbehälter wird unmittelbar geheizt durch eine an seinem unteren Ende angeordnete Feuerung 3, deren Heizgaswärme in einem Heizdom 4 auf das im Hauptbehälter enthaltene Wasser S übertragen wird. Die Heizgase ziehen nach Abgabe ihrer Wärme durch die hinten vom Heizdom abgehende Abzugsleitung 6 in den Schornstein. Das Wasser S im Hauptbehälter 1 kann außer auf diese unmittelbare Art auch noch mittelbar über die Heizschlange 7 erwärmt werden. Sie ist an die Warmwasserheizung oder an einen Wärmetauscher angeschlossen, der in einen Heizofen eingebaut ist.

Die Installation des drucklosen Hauptbehälters 1 ist die eines normalen Badeofens. Das Wasser kommt durch die Zuleitung 8 aus dem Wasserleitungsnetz und durchströmt die die Hahnen 9, 10 und 11 enthaltende sogenannte Badeofenbatterie. Sind alle drei Hahnen geöffnet, dann fließt das Wasser zum Teil über die Hahnen 10 und 11 als kaltes Wasser sogleich durch den Wannenauslauf 12 in die Badewanne, zum Teil über den Hahn 9 in den Unterteil des Hauptbehälters, drückt das dort befindliche warme Wasser in die Höhe, das dann durch das Überlaufrohr 13 und das Standrohr 14 über den Hahn 11 ebenfalls in die Wanne läuft. Wird der mit »warm« bezeichnete Hahn 9 geschlossen, dann fließt nur kaltes Wasser, wird der mit »kalt« bezeichnete Hahn 10 geschlossen, dann fließt nur warmes Wasser, wird der mit »Wanne-Brause« bezeichnete Hahn 11 geschlossen, dann fließt das Wasser statt aus dem' Wanneneinlauf über das Brauserohr 15 durch die Brause 16 aus.

Im Gegensatz dazu ist der kleine Behälter 2 über die Verbindungsleitung 17 ohne Hahn ' an das Wasserleitungsnetz angeschlossen. Das Wasser tritt durch das Tauchrohr 18 bis auf den Boden des Druckbehälters. Das im Druckbehälter befindliche Wasser 19 steht unter Leitungsdruck. Es verläßt den Behälter an seinem oberen Ende über die Zapf wasserleitung 20, an die beliebig viele Zapfstellen 20', 20" und 20"' angeschlossen sein können. Solange die Warmwasserheizung oder der Ofen in Betrieb und das Wasser 5 im Hauptbehälter 1 dadurch erwärmt wird, erwärmt sich das Wasser 19 im Druckbehälter 2 dadurch, daß der Druckbehälter 19 im Wasserbad S des Hauptbehälters 1 angeordnet ist.

Um auch in der Übergangszeit, wenn die Erwärmung auf diese Weise nicht ausreicht, oder im

609 579/46

F 15822 X/36e

Sommer warmes Wasser, zu haben, ohne die Feuerung 3 in Betrieb nehmen zu müssen, ist in dem Druckbehälter ein haarnadelförmig gebogener elektrischer Heizkörper 21 eingebaut. Er wird durch einen in dem Schaltkasten 22 untergebrachten Druckschalter eingeschaltet, sobald an einer der Zapfstellen 20 gezapft wird, und durch einen ebenfalls im Schaltkasten 22 untergebrachten Thermostaten, dessen Temperaturfühler 23 zwischen den Schenkeln des Heizkörperrohres angebracht und der auf die gewünschte Zapfwassertemperatur eingestellt ist, geregelt. Damit sich dabei nicht immer das ganze Wasser 19 im Druckbehälter 2 erwärmen muß, ist der elektrische Heizkörper von einem Leitrohr 24 umgeben, das aus dem Wasser 19 eine kleinere Menge 25 abtrennt, die jedoch am oberen und unteren Ende des Leitrohres mit der größeren Menge 19 in Verbindung steht. Das Wasser 25 im Leitrohr 24 erwärmt sich und steigt in die Höhe,

ao und zwar fast genau in dem Maß, wie Wasser gezapft wird, so daß sich das Wasser 19 nicht unnötig erwärmt. Mit diesem vermischt sich das im Leitrohr 24 befindliche Wasser 25 nur, wenn der Zapfhahn 20 wieder geschlossen \vird und es sich durch die im elektrischen Heizkörper enthaltene Restwärme noch weiter erwärmt. Die gesamte Wassermenge 19 und 25 erwärmt sich dabei nur um wenige Grade. Durch diese Einrichtung ist es auch möglich, das im Hauptbehälter 1 enthaltene Wasser 5 zu erwärmen. Es muß dazu lediglich der Druckschalter durch einen zusätzlichen Schalter überbrückt und allenfalls der Thermostat auf eine höhere Temperatur eingestellt werden. Es erwärmt sich dann das ganze im Druckbehälter 2 eingeschlossene Wasser 19 und 25, indem es dauernd durch das Leitrohr zirkuliert, und gibt seine Wärme laufend durch die Wand des Druckbehälters 2 hindurch an das Wasser 5 im Hauptbehälter ι ab. Auf diese Weise erwärmt sich nach einiger Zeit, beispielsweise nach ³A Stunden, das Wasser für ein Bad.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, dessen Einzelheiten jeweils in geeigneter Weise abgewandelt werden können. ■

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Warmwasserbereiter mit einem drucklosen Speicherbehälter für eine Zapfstelle großen Wasserbedarfes und einem in den Speicherbehälter eingebauten, vom Wasserinhalt des Speicherbehälters beheizten Durchlauferhitzer in Form eines Druckbehälters für eine oder mehrere Zapfstellen kleinen Wasserbedarfes, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlauferhitzer (2) mit einer elektrischen Heizung (21) versehen ist.

2. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizung des Durchlauferhitzers aus einem mittels eines Druckschalters bei Absinken des Wasserdruckes infolge Zapfens eingeschalteten und mittels eines Thermostaten geregelten Rohrheizkörper (21) besteht.

3. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (21) des Durchlauferhitzers eine langgestreckte Form hat und im wesentlichen senkrecht angeordnet ist und daß der Zufluß für das Kaltwasser im unteren Teil des Druck -

an dessen tiefster

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung F 492 V/36 ε;
deutsche Patentschrift Nr. 632 668.

behälters, vorzugsweise
Stelle, angeordnet ist.

4. Warmwasserbereiter nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (21) des Durchlauferhitzers (2) von einem oben und unten offenen Leitrohr (24) umgeben ist und daß sich die- Abflußöffnung (13) für das Warmwasser im Bereich des oberen Endes des Leitrohres befindet.

5. Warmwasserbereiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrohr (24) wärmedämmend ausgeführt ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

© 609 579/46 8.56