EP0305813B1 - Offener Warmwasserbereiter - Google Patents

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EP0305813B1
EP0305813B1 EP88113382A EP88113382A EP0305813B1 EP 0305813 B1 EP0305813 B1 EP 0305813B1 EP 88113382 A EP88113382 A EP 88113382A EP 88113382 A EP88113382 A EP 88113382A EP 0305813 B1 EP0305813 B1 EP 0305813B1
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water
tank
valve
water tank
cold water
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Reinhold Elflein
Rolf Kurz
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Forbach GmbH and Co KG
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Forbach GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1008—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system expansion tanks
    • F24D3/1016—Tanks having a bladder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/1008—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system expansion tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/188—Water-storage heaters with means for compensating water expansion

Definitions

  • the invention relates to an open water heater according to the preamble of claim 1.
  • such a device In order to prevent expansion dripping water from escaping via the tap, it is already known to equip open water heaters with a device for changing the volume of the hot water tank, through which the expansion water which arises during the heating process recorded and thus the leakage from the tap is avoided.
  • a device for changing the volume of the hot water tank, through which the expansion water which arises during the heating process recorded and thus the leakage from the tap is avoided.
  • such a device consists of a compressible and expandable bellows which is arranged outside the water tank and which is brought into fluid communication with the water tank of the water heater via a water pipe.
  • a pressure or temperature-dependent lifting device is coupled to the bellows, with the aid of which the bellows compressed after the tapping process is pulled apart and a quantity of water corresponding to the volume of the bellows is drawn off from the water container via the water pipe.
  • the lifting device for actuating the bellows is, for example, a spring-loaded piston which is coupled to the bellows and which is accommodated in the cold water inlet pipe and the plunger of which is guided through the base plate of the water tank.
  • the moving parts of the lifting device come into contact with the hot water of the water tank, so that there is a risk that their functionality will be impaired by limescale deposits.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the invention as characterized in the claims, achieves the object of providing a device for changing the container volume for open water heaters, in which the functional parts for actuating said device do not come into contact with hot water, so that limescale deposits are prevented and blocking is definitely excluded.
  • the device for changing the water tank volume acts in such a way that a self-contained water-free chamber is created by initiating the dispensing process by displacing water below the water tank. After the tapping process, the chamber is reduced again, which creates a corresponding water-free space for receiving the expansion water generated during the heating process inside the water tank.
  • the water tank 1 with a water heater provided with an electric heating device 2 for a so-called open or unpressurized water heater is referred to, which consists of a tubular body 3 and each with a liquid-tightly connected base and top plate 4 or 5.
  • the water tank 1 includes a cold water supply pipe 7 controlled by a solenoid valve 6, which is guided parallel to the outside of the water tank 1 and ends in the area below the base plate 4 at a valve and piston housing body 8 held therein and there at an inlet pipe socket 9 of the valve - And piston housing body 8 is connected.
  • a higher-lying outlet pipe socket 10 is provided on the side opposite the inlet pipe socket 9, to which a pipe bend unit 7 'which is a continuation of the cold water inlet pipe 7' is connected.
  • the pipe elbow unit 7 ' is in the lower part of the water tank tube body 3 through the wall tight, with the cold water outlet 11 is aligned to the bottom of the water tank.
  • a hot water outlet pipe 12 is inserted, which serves to remove the heated water, which is pressed by the cold water entering the water tank below through the hot water outlet pipe 12 to a water tap, not shown.
  • the valve and piston housing body 8 contains a piston valve 13 in a guide piece 14 inserted there.
  • the piston valve 13 has a valve plate 15 which rests on the guide piece 14 in the rest or initial position of the piston valve 13 and is connected to the cold water inlet Storage space 16 keeps closed.
  • Both plates 4, 18 are tightly connected to a flange 21 of the water tank tube body 3.
  • a vent opening 22 is expediently introduced in the base plate 4.
  • the method of operation of the water heater described with a device for changing the water tank volume in order to avoid the escape or dripping of expansion water during the heating process is as follows:
  • the hot water tap not shown, at which the hot water outlet pipe 12 ends, is opened, the cold water inlet to the cold water inlet pipe 7 is released via the solenoid valve 6.
  • the then existing pressure of the cold water acts in the storage space 16 against the plate 15 of the piston valve 13.
  • the membrane-like sealing plate 18 stretched over the cap 17 is also inevitably raised and in doing so presses or displaces a certain volume-dependent amount of water (about 4% of the water tank content) via the hot water outlet pipe 12 to the hot water tap.
  • a water-free chamber 23 is set up between the membrane-like sealing plate 18 and the base plate 14, the volume of which is approximately 4% of the water content of the water container 1.
  • the piston valve 13 in the valve and piston housing body 8 reached its end position, the cold water supply via the elbow unit 7 'to the water tank 1 is released.
  • 12 hot water is pressed to the tap due to the resulting cold water supply via the hot water outlet pipe.
  • the piston valve 13 with its attached cap 17 returns to its starting position according to FIG. 1.
  • the membrane-like sealing plate 18 inevitably follows the decline of the piston valve 13.
  • the water level in the water tank 1 lowers in accordance with the previously displaced volume, as a result of which a water-free space 24 in the water tank 1 above corresponds to the volume of the chamber 23 adjusts which can then take up the expansion water which arises when the contents of the water tank are heated up, as a result of which water drips from the hot water tap is avoided.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen offenen Warmwasserbereiter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein Warmwasserbereiter dieser Art ist in der EP-A- 0 276 475 beschrieben, die unter Artikel 54(3) EPÜ fällt.
  • Bekanntlich findet bei allen Arten von Warmwasserbereitern, bei denen das zu erwärmende Wasser in einem Behälter gespeichert und aufgeheizt wird, während der Aufheizdauer eine Wärmeausdehnung des Wassers statt. Dies macht in einem geschlossenen Behälter zur Vermeidung eines schädlichen Druckanstiegs einen Volumenausgleich erforderlich. Im Falle eines sogenannten offenen Warmwasserbereiters, wie eines Waschtischspeichers, Boilers oder ähnlicher Heißwasserbereitungsgeräte, bei denen der Warmwasserauslauf als ein mit einer Verbraucherzapfstelle verbundener Überlauf ausgebildet ist, durch den das aufgeheizte Wasser beim Öffnen der Verbraucherzapfstelle durch das am Kaltwasserzulauf nachfließende Kaltwasser hinausgedrückt wird, erfolgt dieser Volumenausgleich einfach dadurch, daß das Ausdehnungswasser tropfenweise an der Armatur der Verbraucherzapfstelle austritt. Dieser Wasseraustritt im Bereich bzw. Zugriff der Bedienungsperson während des Aufheizvorganges des Behälterwassers wird von manchen Abnehmerkreisen als Nachteil bzw. Mangel angesehen, so daß solche Warmwasserbereiter nicht überall absetzbar sind.
  • Um nun das Austreten von Ausdehnungs-Tropfwasser über die Zapfstelle zu verhindern, ist es bereits bekannt, offene Warmwasserbereiter mit einer Einrichtung zum Verändern des Warmwasserbehältervolumens auszurüsten, durch die das beim Aufheizvorgang entstehende Ausdehnungswasser aufgenommen und damit das Austreten über die Zapfstelle vermieden wird. Bei dem im Dokument EP-A-0 276 475 beschriebenen Warmwasserbereiter besteht eine solche Einrichtung aus einem außerhalb des Wasserbehälters angeordneten zusammendrückbaren und wieder ausdehnbaren Faltenbalg, der über eine Wasserrohrleitung in strömungstechnischer Verbindung mit dem Wasserbehälter des Warmwasserbereiters gebracht ist. Am Faltenbalg ist eine druck- oder temperaturabhängig gesteuerte Hubeinrichtung angekoppelt, mit deren Hilfe der nach Beendigung des Zapfvorganges zusammengedrückte Faltenbalg auseinandergezogen und eine dem Volumen des Faltenbalges entsprechende Menge Wasser aus dem Wasserbehälter über die Wasserrohrleitung abgezogen wird. Die Hubeinrichtung zum Betätigen des Faltenbalges ist beispielsweise ein mit dem Faltenbalg gekoppelter federbelasteter Kolben, der im Kaltwasserzulaufrohr untergebracht und dessen Stößel durch die Bodenplatte des Wasserbehälters hindurchgeführt ist. Bei diesem Warmwasserbereiter kommen nun die beweglichen Teile der Hubeinrichtung mit dem Warmwasser des Wasserbehälters in Kontakt, so daß die Gefahr besteht, daß diese durch Kalkablagerungen in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt werden.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine Einrichtung zum Verändern des Behältervolumens für offene Warmwasserbereiter zu schaffen, bei der die funktionellen Teile zum Betätigen der genannten Einrichtung nicht mit Heißwasser in Berührung kommen, so daß Kalkablagerungen verhindert werden und eine Blockierung mit Sicherheit ausgeschlossen wird.
  • Die Einrichtung zum Verändern des Wasserbehältervolumens wirkt in der Weise, daß mit Einleiten des Zapfvorganges durch Wasserverdrängung unterhalb des Wasserbehälters eine in sich geschlossene wasserfreie Kammer geschaffen wird. Nach Beendigung des Zapfvorganges wird die Kammer wieder verkleinert, wordurch ein entsprechender wasserfreier Raum zur Aufnahme des beim Aufheizungsvorgang entstehenden Ausdehnungswassers im Innern des Wasserbehälters entsteht.
  • Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß die wasserfreie Kammer und auch der die Kappe und damit die membranartige bodenseitige Dichtungsplatte anhebende Ventilkolben flüssigkeitsdicht vom heißen Wasserinhalt des Speicherbehälters getrennt sind, so daß die beweglichen Teile der Einrichtung zum Verändern des Wasserbehältervolumens nicht mit heißen Wasser in Berührung kommen und deshalb vor Kalkablagerungen aus dem Wasserbehälter geschützt sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand dieser nachfolgend näher beschrieben:
    Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen beheizten Warmwasserbehälter für einen offenen bzw. drucklosen Warmwasserbereiter mit einer Einrichtung zum Verändern des Wasserbehälterinhaltes in Ruhe- bzw. Ausgangsstellung,
    Fig. 2
    den Wasserbehälter mit dieser Einrichtung in Funktionsstellung.
  • Mit 1 ist ein mit einer elektrischen Heizeinrichtung 2 versehener Wasserbehälter für einen sogenannten offenen bzw. drucklosen Warmwasserbereiter bezeichnet, der aus einem Rohrkörper 3 und je einer mit diesem flüssigkeitsdicht verbundenen Boden- und Kopfplatte 4 bzw. 5 besteht. Zum Wasserbehälter 1 gehört ein von einem Magnetventil 6 beherrschtes Kaltwasserzulaufrohr 7, das außerhalb des Wasserbehälters 1 parallel zu diesem entlang geführt ist und im Bereich unterhalb der Bodenplatte 4 an einem in dieser gehalterten Ventil- und Kolbengehäusekörper 8 endet und dort an einem Eingangsrohrstutzen 9 des Ventil- und Kolbengehäusekörpers 8 angeschlossen ist. Am Ventil- und Kolbengehäusekörper 8 ist an der dem Eingangsrohrstutzen 9 gegenüberliegenden Seite ein höher liegender Ausgangsrohrstutzen 10 vorgesehen, an dem eine eine Fortsetzung des Kaltwasserzulaufrohres 7 bildende Rohrkrümmereinheit 7′ angeschlossen ist. Die Rohrkrümmereinheit 7′ ist im unteren Teil des Wasserbehälter-Rohrkörpers 3 durch dessen Wandung dicht hindurchgeführt, wobei deren Kaltwasseraustritt 11 zum Bodenbereich des Wasserbehälters hin ausgerichtet ist. In der Kopfplatte 5 des Wasserbehälter-Rohrkörpers 3 ist ein Warmwasserauslaufrohr 12 eingelassen, welches der Entnahme des aufgeheizten Wassers dient, das durch das unten in den Wasserbehälter eintretende kalte Wasser über das Warmwasserauslaufrohr 12 zu einer nicht dargestellten Wasserzapfstelle gedrückt wird.
  • Der Ventil- und Kolbengehäusekörper 8 enthält ein Kolbenventil 13 in einem dort eingesetzten Führungsstück 14. Das Kolbenventil 13 besitzt einen Ventilteller 15, der in der Ruhe- bzw. Ausgangsstellung des Kolbenventils 13 auf dem Führungsstück 14 dicht aufliegt und einen mit dem Kaltwasserzulauf in Verbindung stehenden Stauraum 16 verschlossen hält. Der Kolben des Kolbenventils 13, der oberhalb der Bodenplatte 4 des Wasserbehälters 1 aus dem Ventil- und Kolbengehäusekörper 8 herausgeführt ist, trägt in diesem Bereich eine pilzartige Kappe 17. Über der pilzartigen Kappe 17 und damit hinter der Bodenplatte 4 im Innern des Wasserbehälters 1 ist eine membranartige Dichtungsplatte 18 gespannt, deren Randwulst 19 im vertieften Flanschrand 20 der Bodenplatte 4 eingelegt ist. Beide Platten 4, 18 sind mit einem Flanschrand 21 des Wasserbehälter-Rohrkörpers 3 dicht verbunden. Im Bereich unterhalb der pilzartigen Kappe 17 ist in der Bodenplatte 4 zweckmäßig eine Entlüftungsöffnung 22 eingebracht.
  • Die Arbeitsweise des beschriebenen Warmwasserbereiters mit einer Einrichtung zum Verändern des Wasserbehältervolumens, um das Austreten bzw. Austropfen von Ausdehnungswasser während des Aufheizvorganges zu vermeiden, ist folgende:
    Mit Öffnen der nicht dargestellten Warmwasserzapfstelle, an der das Warmwasserauslaufrohr 12 endet, wird über das Magnetventil 6 der Kaltwasserzulauf zum Kaltwasserzulaufrohr 7 freigegeben. Der dann anstehende Druck des Kaltwassers wirkt im Stauraum 16 gegen den Teller 15 des Kolbenventils 13. Dies hat zur Folge, daß das Kolbenventil 13 und damit die mit diesem gekoppelte Kappe 17 angehoben werden. Die über die Kappe 17 gespannte membranartige Dichtungsplatte 18 wird zwangsläufig ebenfalls angehoben und drückt bzw. verdrängt dabei eine bestimmte volumenabhängige Wassermenge (etwa 4 % des Wasserbehälterinhalts) über das Warmwasserauslaufrohr 12 zur Warmwasserzapfstelle. Zwischen der membranartigen Dichtungsplatte 18 und der Bodenplatte 14 stellt sich eine wasserfreie Kammer 23 ein, deren Volumen etwa 4 % vom Wasserinhalt des Wasserbehälters 1 ist.
    Hat das Kolbenventil 13 im Ventil- und Kolbengehäusekörper 8 seine Endstellung erreicht, ist der Kaltwasserzulauf über die Rohrkrümmereinheit 7′ zum Wasserbehälter 1 freigegeben. Solange nun die Warmwasserzapfstelle geöffnet ist, wird infolge der entstehenden Kaltwasserzufuhr über das Warmwasserauslaufrohr 12 Warmwasser zur Zapfstelle gedrückt. Mit Schließen der Warmwasserzapfstelle und damit Unterbinden der Kaltwasserzufuhr zum Wasserbehälter 1 geht das Kolbenventil 13 mit seiner angekoppelten Kappe 17 in seine Ausgangsposition gemäß Fig. 1 zurück. Infolge des Druckes des im Wasserbehälter 1 anstehenden Wassers folgt die membranartige Dichtungsplatte 18 zwangsläufig dem Rückgang des Kolbenventils 13. Der Wasserspiegel im Wasserbehälter 1 senkt sich entsprechend dem vorher verdrängtem Volumen ab, wodurch sich im Wasserbehälter 1 oben ein wasserfreier Raum 24 entsprechend dem Rauminhalt der Kammer 23 einstellt, der dann das beim Aufheizen des Wasserbehälterinhaltes entstehende Ausdehungswasser aufnehmen kann, wodurch das Austropfen von Wasser aus der Warmwasserzapfstelle vemieden ist.

Claims (7)

  1. Offener Warmwasserbereiter mit einer Warmwasserzapfstelle, bei dem das zu erwärmende Wasser in einem einen Kaltwasserzulauf (7) und einen Warmwasserauslauf (12) aufweisenden Wasserbehälter (1) mit einer Bodenplatte (4) aufheiz- und speicherbar ist, der eine Einrichtung zum Verändern seines Behältervolumens aufweist, durch die mit Öffnen der Warmwasserzapfstelle und damit Zuführen von Kaltwasser über den auf diese dann einwirkenden Druck des zufließenden Kaltwassers durch Wasserverdrängung außerhalb des Wasserbehälters (1) eine wasserfreie Kammer (23) geschaffen wird, deren Volumen das Raummaß für einen sich nach Schließen der Warmwasserzapfstellle einstellenden wasserfreien Raum (24) im Wasserbehälter ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einer im Innern des Wasserbehälters (1) angeordneten membranartigen Dichtungsplatte (18) sowie ein auf diese einwirkendes, vom Druck des zufließenden Kaltwassers beaufschlagbares Kolbenventil (13) besteht, und daß mit dem Kolbenventil (13) eine pilzartige Kappe (17) gekoppelt ist, über die die membranartige Dichtungsplatte (18) gespannt ist, die zusammen mit der Bodenplatte (4) den Abschluß des Wasserbehälters (1) bildet.
  2. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bodenplatte (4) des Wasserbehälters (1) eine Entlüftungsöffnung (22) für die wasserfreie Kammer (23) eingebracht ist.
  3. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die membranartige Dichtungsplatte (18) mit ihrer Randwulst (19) im vertieften Flanschrand (20) der Bodenrand (4) eingelegt ist und beide Platten (4,18) mit der Wasserbehälter-Wandung (3) dicht verbunden sind.
  4. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenventil (13) in einem in der Bodenplatte (4) gehalterten Ventil-  und Kolbengehäusekörper (8) geführt ist und daß im Ventil- und Kolbengehäusekörper (8) ein Führungsstück (14) für den Kolbenventilkörper (13) eingesetzt ist.
  5. Warmwasserbereiter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenventil (13) einen den Kaltwasserzulauf zum Ventil- und Kolbengehäusekörper (8) beherrschenden Ventilteller (15) aufweist.
  6. Warmwasserbereiter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventil- und Kolbengehäusekörper (8) ein Eingangsrohrstutzen (9) für das Kaltwasserzulaufrohr (7) und ein Ausgangsrohrstutzen (10) für eine in den Wasserbehälter (1) mündende Rohrkrümmereinheit (7) als Fortsatz des Kaltwasserzulaufrohres (7) ausgebildet ist.
  7. Warmwasserbereiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltwasserzulaufrohr (7,7') außerhalb des Wasserbehälters (1) geführt ist.
EP88113382A 1987-08-29 1988-08-18 Offener Warmwasserbereiter Expired - Lifetime EP0305813B1 (de)

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EP (1) EP0305813B1 (de)
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AT (1) ATE81397T1 (de)
CA (1) CA1291196C (de)
DE (2) DE3728919A1 (de)
ES (1) ES2035198T3 (de)
GB (1) GB2209203B (de)
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