DEST007541MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 23. Dezember 1953 Bekanntgemacht am 16. Februar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit eines im Wärmebeireich des Gebrauchswassers von Heißwassergeräten, insbesondere in Durchlauferhitzern, eingebauten, temperaturempfindlichen Organs eines Thermostaten beim Zapfvorgang, bei welchem das in den Behälter einlaufende Kaltwasser durch besondere Leitmittel in die Nähe des temperaturempfindlichen Organs gebracht wird. Die Wärmezufuhr wird hierbei nach Beginn des Wasserdurchlaufs selbsttätig freigegeben und nach Beendigung des Wasserdurchlaufs selbsttätig abgesperrt.

Es ist bei Klein-Heißwasserspeichern und Durchlauferhitzern bekannt, die Wärmezufuhr, z. B. durch elektrische Widerstandsheizung, möglichst kurz nach Beginn der Wasserentnahme, etwa gleichzeitig mit dieser einzuschalten, so daß die durch die Wasserentnahme notwendig werdende neue Aufheizung für die Wiederherstellung der ursprünglichen Heißwassermenge zeitlich vorverlegt wird und daß beim Durchlauferhitzer das unmittelbar nach Zapfbeginn in ihn nachströmende Kaltwasser erwärmt werden kann.

Bei Heißwasserspeichern beginnt die Aufheizung während des Zapfens und dauert zum größten Teil in der anschließenden wasserentnahmelosen Zeit an. Anders liegen die Verhältnisse beim Durchlauferhitzer. ' Bei diesem ergibt sich die Notwendigkeit, daß unmittelbar nach Beendigung des Zapfvorgangs die Wärmezufuhr abgesperrt wird, da sonst bei

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späterem Abschalten das im Behälter verbliebene heiße Durchlaufwasser überhitzt wird, was dazu führen kann, daß. bei mehrmaligem aufeinanderfolgendem Zapfen der Kochpunkt erreicht werden und bei Hochdruckgeräten auch unzulässig hoher Dampfdruck entstehen, kann. Soll ein Durchlauferhitzer ständig Wasser gleicher Temperatur liefern, so hat dies somit zur Voraussetzung, daß sowohl die Zufuhr als auch die Absperrung von Wasser

ίο und Wärme möglichst gleichzeitig' erfolgt. Dies ist bereits verwirklicht worden durch die mechanische Kopplung eines im Wasserweg liegenden druckempfindlichen Organs mit einem im Wasserweg liegenden Ventil einerseits und einem Schaltwerk für die Wärmezufuhr, beispielsweise durch elektrischen Strom. Ein solches Gerät hat jedoch bei Druckschwankungen und wegen seiner beweglichen Teile erhebliche Nachteile.

Es ist andererseits vorgeschlagen worden, das Einlaufen des Wassers in das Gerät und die Wärmezufuhr thermisch miteinander zu koppeln, indem bei Zapfbeginn Kaltwasser an ein im Behälterinnern befindliches und von heißem Behälterwasser umgebenes Schutzrohr herangeführt wird, in welchem sich mit Abstand das temperaturempfindliche Organ eines Thermostaten befindet. Man hat sich hier darauf beschränkt, den Thermostaten nach Zapfbeginn etwas schneller zum Einschalten zu bringen. Das Absperren der Wärmezufuhr nach Zapfende wird jedoch mit Hilfe der erwähnten Kaltwasserführung eher verzögert als beschleunigt, da das Schutzrohr des Thermostaten — oft durch künstlichen Kaltwassermantel bei koaxialem Kaltwasserleitrohr — noch von kaltem Wasser umgeben ist, während der eigentliche Teil des Behälterinnern Betriebstemperatur oder gar Übertemperatur hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, sowohl die Wärmezufuhr unmittelbar nach Zapfbeginn als auch deren Abschalten unmittelbar nach Zapfende durch ein temperaturempfindliches Organ eines Thermostaten zu bewirken. Nach der Erfindung wird das mit einer Anordnung zur Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit eines temperaturempfindlichen Organs eines Thermostaten in einem Heißwassergerät der eingangs angeführten Gattung dadurch erreicht, daß das parallel, zum schutzrohrlosen temperaturempfindlichen Organ geführte Wassereinlaufrohr seitliche, auf das nahe bei diesem angeordnete temperaturempfindliche Organ gerichtete Öffnungen aufweist und das Wassereinlaufrohr zusammen mit dem temperaturempfindlichen Organ von einem mit Löchern versehenen Mantel soweit umgeben ist, daß das temperaturempfindliche Organ im Falle der Einschaltung des Thermostaten vom Wassereinlauf rohr aus als auch umgekehrt im Falle der Abschaltung des Thermostaten vom Heißwasser außerhalb der Leitvorrichtung aus allseitig, schnell und unmittelbar beaufschlagt wird.

Mit Hilfe einer solchen Anordnung ist der Heizkörper des Gerätes auch gegen Trockengehen, gesichert, da die bei Beginn des Trockengehens weiter ansteigende Temperatur des Heizkörpers sich über die gleiche Leitvorrichtung und im gleichen Sinne auf das temperaturempfindliche Organ auswirkt.

Vorzugsweise kann der Querschnitt des Leitmantels G-Profil aufweisen, das sich der ganzen Länge nach um ' die gleichlaufenden · und auf der längeren Profilachse angeordneten Rohre für den Wassereinlauf und die Temperaturausdehnung (Wärmefühler) legt.

An Stelle des Temperaturausdehnungsrohres kann auch jedes andere temperaturempfindliche Organ treten. Mit dieser Anordnung soll bezweckt werden, daß; beim Zapfen des Kaltwassers durch seitliche und auf das Temperaturausdehnungsrohr gerichtete Öffnungen längs des Wassereinlaufrohres mit Hilfe des gewählten Profils der Leitvorrichtung das Temperaturausdehnungsrohr auf seinem ganzen Umfang beaufschlagt wird. Dem gelochten Leitmantel fällt dabei die Aufgabe zu, die Verdrängung des Heißwassers am Temperaturausdehnungsrohr besonders in der der Kaltwasserauftreffrichtung abgewandten Seite des Temperaturausdehnungsrohres zu begünstigen. Darüber hinaus wird durch diesen Leitmantel das Kaltwasser auf die umliegenden Heizkörper sowohl in der Höhe als auch längs des Umfangs gleichmäßig verteilt.

Insbesondere ist der Leitmantel bei Zapfende für den unter weit schwächerem Druck erfolgenden Wärmetausch in umgekehrter Richtung, also zwecks schneller Heißwasserbeaufschlagung des Temperaturausdehnungsrohres von außerhalb der Leitvorrichtung, wichtig.

Die erfindungsgemäße Anordnung führt nicht nur zu der gewünschten schnellen Ansprechgeschwindigkeit des Thermostaten im normalen Betriebsfall, sondern auch im Sicherheitsabschaltungsfall. Diese Eigenschaft ist es, die zur Wahl des erfindungsgemäßen C-Profils der Leitvorrichtung führt. Ordnet man nämlich diese "3Te beiden Rohre umgebene Leitvorrichtung mit ihrer durch das Profil bedingten offenen Längsseite nahe beim Heizkörper an, so wirkt bei Übertemperaturen des Heizkörpers die Leitvorrichtung als eine auf das Temperaturausdehnungsrohr gerichtete Sammelvorrichtung für die von dem nahe dabei angeord- ■ neten Heizkörper auf alle drei Wärmeübertragungsarten abgegebene Wärme, hauptsächlich für die vom Heizkörper ausgehende Wärmestrahlung.

Dies gilt sowohl bei Überschreitung der Heiz- " körpertemperatur infolge Überhöhung der gewünschten Wassertemperatur als auch vorzugsweise für den Trockengehfall, bei dem der Strahlungsanteil mit Abstand den Hauptteil der Wärme· übertragung darstellt.

In den beschriebenen anomalen Fällen, insbesondere beim Trockengehen des Heizkörpers, handelt es sich um die Sicherheitsabschaltung eines Thermostaten. Das bedeutet, daß nach einer bestimmten, 12p durch diese Sicherheitsabschaltung bedingten Abkühlung der Thermostat die Wärmezufuhr wieder freigibt. Der Heizkörper geht also in der Folgezeit zeitweise trocken. Hierbei wirkt die bis zur Sicherheitsabschalturig im Heizkörper gespeicherte und dann in Fluß kommende Wärme auf das Heiß-

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wassergerät temperaturerhöhend, ehe die Temperatur zum Abklingen kommt.

Diese zeitweise auftretenden thermischen Überbelastungserscheinungen im Trockengehfall, die vom Heißwassergerät auf die Dauer nicht ohne Schaden ertragen werden können, lassen sich aber weiter erfindungsgemäß vermeiden, indem die heizfreie Zeit der beschriebenen Schaltung durch künstlich langsamere Abkühlung des das Temperaturausdehnungsrohr umgebenden Mittels (Dampf, Luft) verlängert wird. Dies wird beispielsweise durch eine ■— bei den bekannten Durchlauferhitzern nicht übliche, aber bei den Heißwasserspeichern bekannte —■■ Wärmedämmung des Wasserbehälters erfüllt, die gleichzeitig in der wasserentnahmelosen Zeit, d. h. im Speicherfall, die Wärmeverluste bekanntermaßen auf ein erträgliches Maß herabmindert. Bei Anordnung dieser Wärmedämmung erhöht sich die Schaltperiodendauer auf viele Stunden.

Durchlauferhitzer, die auch als Heißwasserspeicher arbeiten können, sind zusätzlich mit einem Handschalter für die Wärmezufuhr und Absperrung ausgerüstet, um in zeitlich langen, wasserentnahmelosen Zeiten, beispielsweise im Haushalt am frühen Vormittag, am Nachmittag und insbesondere nachts, aus wirtschaftlichen Gründen das gespeicherte Wasser wegen der Wärmeverluste durch Wärmezufuhr nicht unnötig auf Temperatur halten zu müssen.

Da durch die beschriebene Wärmedämmung beim Trockengehen des Heizkörpers die Schaltperiode des Thermostaten auf viele Stunden ausgedehnt

■ wird, kann mit Sicherheit angenommen werden, daß durch die gewohnte Wärmeabsperrung von Hand, welche ja mehrmals am Tag und bestimmt abends erfolgt, die sonst durch den Thermostaten bestimmte Wärmezufuhr unterbunden wird. Zudem dürfte ein Trockengehen des Heizkörpers nur bei Netzwasserdruckverminderung und daher vorübergehend erfolgen; auch wird vorzugsweise als zweite Sicherung, die hauptsächlich erst vor Eintreten eines Katastrophenfalles in Tätigkeit tritt, noch eine auf Ubertemperatuir ansprechende und mit dem Heizkörper wärmeleitend verbundene, nach dem Schmelzlotprinzip· arbeitende Temperaturabschaltvorrichtung .eingebaut; die von sich aus nur eine einzige Wärmeabsperrung vornehmen kann.

In der nachfolgenden Darstellung wird eine Anordnung nach der Erfindung gezeigt. Es stellt dar Fig. ι einen Durchlauferhitzer größtenteils im senkrechten Mittelschnitt und

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt durch den Durchlauferhitzer nach der Linie 2-2 in Fig. 1.
Der Durchlauferhitzer besteht im einzelnen aus dem Wasserbehälter 1, der von einer Wärmedämmschicht 2 mit einem äußeren Schutzmantel 3 umgeben ist. In den Wasserbehälter hinein ragen von unten her das Überlaufrohr 4 und das Einlauf rohr 5, welches der Länge nach mit seitlichen Öffnungen 6 versehen ist, die auf den nahe bei dem Rohr 5 und gleichlaufenden Wärmefühler 7 eines nicht weiter gezeichneten Thermostaten gerichtet sind. Einlaufrohr 5 und Wärmefühler 7 sind von einem mit vielen Öffnungen 8 versehenen und C-Querschnitt aufweisenden Leitblech'9 umhüllt, dessen offene Seite 10 zu einem in der Nähe befindlichen Teil des elektrischen Heizkörpers 11 zeigt. Der Heizkörper 11 und eine Temperaturabschaltvorrichtung 12, die als zweite Sicherung kurz vor Eintreten des Katastrophenfalles in Tätigkeit tritt, sind in einem Behälterflansch 13 befestigt.

In der wasserentnahmelosen Zeit wird das Behälterwasser mit Hilfe des Thermostaten (Wärmefühler 7) im Heißwasserbereithaltezustand gehalten. Unmittelbar nach Zapfbeginn wird der Wärmefühler 7 von dem aus dem Netz in das Einlaufrohr nachfließenden und aus dessen Öffnungen 6 ausströmenden Kaltwasser der Länge nach unmittelbar und mit Hilfe des Leitbleches 9 am ganzen Umfang beaufschlagt, so daß fast ohne Verzug die Einschal- 80, tungdes elektrischen Heizkörpers 11 ausgelöst wird.

tfber die Öffnungen 8 und die offene Seite 10 des Leitbleches 9 wandert das Kaltwasser schnell und gleichmäßig in den .eigentlichen Wasserbehälter 1, wo es durch den elektrischen Heizkörper 11 erwärmt wird, ehe es als Heißwasser über das Überlauf rohr 4 ausfließt.

Das Leitblech 9 ist insbesondere aber wichtig für die Abschaltung des elektrischen Heizkörpers 11 unmittelbar nach Zapfende, da nach Ausbleiben des Kaltwassernachschubs beim Abklingen der Strömung ein Wasserumlauf durch diese Öffnungen 8 und 10 sich einstellt und auf diesem Wege heißes Behälterwasser schnell in das Leitblech 9 gelangt, wo es auf Grund der Profilform an den Wärmefühler 9 herangetragen wird. Insbesondere trägt das aus der Umgebung des nahen, heißen Heizkörpers 11 stammende, heißere Behälterwasser auf diesem Wege zur Heißwasserbeaufschlagung des Wärmefühlers 7 bei, der infolgedessen schneller zum Ansprechen gebracht wird.

Im Trockengehfall wird von dem dabei sich unzulässig hoch erhitzenden Heizkörper bekanntlich Wärme durch Strahlung abgegeben. Diese wird zu einem genügend großen Teil im Leitblech 9 eingefangen und auf Grund seines C-Profils auf den Wärmefühler 7 gerichtet, so daß dieser schnell zum Ansprechen gebracht wird.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: _1J0

   i. Anordnung zur Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit eines im Wärmebereich des Gebrauchswassers von Heißwassergeräten, insbesondere in Durchlauferhitzern, eingebauten temperaturempfindlichen Organs eines Thermo- 115. staten beim Zapf Vorgang, bei welchem das in den Behälter einlaufende Kaltwasser durch besondere Leitmittel in die Nähe des temperaturempfindlichen Organs gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das parallel zum schutzrohrlosen temperaturempfindlichen Organ (7) geführte Wassereinlauf rohr (s) seitliche, auf das nahebei diesem angeordnete temperaturempfindliche Organ (7) gerichtete Öffnungen (6) aufweist und das Wasserumlauf rohr (5) zusammen mit dem temperaturempfindlichen Organ (7) von

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   einem mit Löchern (8) versehenen Mantel (9) soweit umgeben ist, daß das temperaturempfindliche Organ im Falle der Einschaltung des Thermostaten vom Wassereinlaufrohr (5) aus als auch umgekehrt im Falle der Abschaltung des Thermostaten vom Heißwasser außerhalb der Leitvorrichtung (9) aus allseitig, schnell und unmittelbar beaufschlagt wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/daß sie nahe bei dem vorzugsweise, elektrischen Heizkörper (11) angeordnet ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Leitmantels (9) ein C-Profil darstellt, dessen offene Seite dem Heizkörper (11) zugewandt ist.
4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserbehälter in bekannter Weise mit einer Wärmedämmschicht (2) umgeben ist.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 885 471.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen