EP1600707A1 - Elektrisch beheizter Heisswasserbereiter - Google Patents

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EP1600707A1
EP1600707A1 EP05107552A EP05107552A EP1600707A1 EP 1600707 A1 EP1600707 A1 EP 1600707A1 EP 05107552 A EP05107552 A EP 05107552A EP 05107552 A EP05107552 A EP 05107552A EP 1600707 A1 EP1600707 A1 EP 1600707A1
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EP
European Patent Office
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container
water heater
hot water
heater according
heater
Prior art date
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EP05107552A
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English (en)
French (fr)
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EP1600707B1 (de
Inventor
Markus Helminger
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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Publication date
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Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP1600707A1 publication Critical patent/EP1600707A1/de
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Publication of EP1600707B1 publication Critical patent/EP1600707B1/de
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    • 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
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/101—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply
    • F24H1/102—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply with resistance
    • 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
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/02—Casings; Cover lids; Ornamental panels
    • 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
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/18—Arrangement or mounting of grates or heating means
    • F24H9/1809—Arrangement or mounting of grates or heating means for water heaters
    • F24H9/1818—Arrangement or mounting of electric heating means

Definitions

  • the present invention relates to an electric hot water heater according to the preamble of claim 1
  • Such a hot water heater is by the German Utility Model GM 6607855 in which a water heater with an internally electrically heated channel body described for forming a closed water channel of two headers is covered, wherein a head piece has means for wall suspension.
  • the installation of this water heater requires disadvantageously that first the entire Channel body must be mounted before the hot water heater further assembled can be.
  • the present invention has for its object to provide a hot water heater of to provide the aforementioned type, which is inexpensive and easy to manufacture and has a compact design.
  • the hot water heater may be, for example, a small storage and in particular a water heater.
  • the assembly of all functional components on a container part is the production considerably simplified, since almost all assembly operations on a single component be performed.
  • the assembly in one Assembly line facilitates, in which a container part passed through several assembly stations is in which each functional components are mounted on the container part, wherein in one of these assembly stations remaining container parts can be mounted to the Build up the container completely.
  • all functional components are connected to one
  • the Essential functional components are, for example, the heating device, an inflow device, a drain device, a controller, a flow switch, display elements, Operating elements, temperature sensors or other components that function and in particular serve the control of the hot water heater.
  • the mounting container part, at the all, or at least the essential functional components of the hot water heater can be mounted so during the entire manufacturing process remain central component to which all other, usually smaller components grown become.
  • the arrangement of the heater in the container be determined.
  • the heater can so within the container be arranged so that the heated sections of the heater are not in contact can come with the container wall, so that a heating device with a high Power density can be used.
  • This can be a high performance in terms be achieved on the size of the hot water heater.
  • the container made of a non-temperature-resistant, inexpensive material such as plastic be made because a safe distance of the heater to the wall ensured can be.
  • the heater may be, for example, a tubular heater. The manufacturing costs and the size of the hot water heater can be reduced in this way become.
  • the container fastening means for mounting the hot water heater on, wherein the fastening means also exclusively at one Container part can be configured. This can be used in particular for facilities Wall mounting the hot water heater, such as holes for implementation of screws or bolts.
  • a container part can also be designed as a housing section of the hot water heater be.
  • the rear wall of the hot water heater of a container part are formed, wherein the container can be constructed of two container parts.
  • the container part can for this purpose have two-dimensional extensions which at least parts of the housing form.
  • the container and can continue in particular a container part alone means for fixing a device hood have, so that the mountability of a hood achieved with very little effort can be.
  • this device can be a snap connection.
  • the hood can form the front wall of the boiler. If a container part is formed as a housing portion such as the rear wall and the means for fixing a hood has, is to complete of the housing of the boiler after the assembly of all functional components on the container only the placement and snapping the hood necessary.
  • the assembly can be further simplified by at least one container part on which Functional parts are mounted, executed in two-component plastic injection molding.
  • seals for the projecting into the container or with the container interior related functional components in the manufacture of the relevant Container parts are already formed in the right places, so no additional operation is required for insertion of seals.
  • these seals can for a heater projecting into the container or for a to the container connected safety pressure relief valve may be provided. That's the way it is furthermore also possible, for example, membranes for controlling switching functions form, by a cavity or at least one recess in a container part and then a membrane extending over this depression made of an elastic Component is molded over it.
  • the container may advantageously have an annular interior.
  • the water to be heated can be passed through the container so that it Traps container in a single direction.
  • the water can overflow in such a case a distance are guided along the heater, which are essentially the Circumference of the annular container interior corresponds.
  • the heater even with a small Size of the water heater the water over a long distance along be led to the heater.
  • the annular interior does not necessarily have to be closed Ring may be formed, but may in particular only as horseshoe-shaped or U-shaped ring portion may be formed.
  • the annular or toroidal Container may include a water inflow device arranged such that in the operating state of the water heater, the water substantially the container flows through against gravity. This will achieve that water from bottom to top in the container rises and possibly with the water introduced air bubbles be promoted upwards against gravity. This has the advantage that no air bubbles are retained in the container.
  • the container has a drainage device for water arranged in such a way is that in the operating state of the hot water heater against gravity ascending air bubbles are expelled by the water from the container.
  • This has the advantage of having air bubbles through the flow of water or alone by their own buoyancy force to move up against gravity, themselves do not accumulate at the top of the container and remain there. remaining Air bubbles could accumulate to an ever-expanding bubble and the displace water in the container until the heating device is exposed. at an exposed heater is in danger of overheating and damaging becomes.
  • the drainage device at least near or at the point where air bubbles could collect.
  • a branch in a further variant of a hot water heater, can be divided into two partial streams by the water flowing in via an inflow device is to flow through a container in two different directions.
  • Everyone Partial flow occurs with a low initial temperature and passes through each particular only half the length of the heater. This results in a better heat yield, i.e. the efficiency is improved because in both partial flows at the water inlet a high temperature difference between the incoming water and the Heating prevails. At such a high temperature gradient is the heat transfer improved from the heater to the water.
  • To each of the two partial streams can be provided with its own heating device. This has the advantage that both streams can be controlled separately and independently are. At a confluence of the two separate partial streams at the end of the heating section can the streams of water, which can have different temperatures, be mixed together again.
  • the water flows in the one partial flow in the clockwise direction and in the other counter-clockwise partial flow.
  • the two Partial flows are merged again at the end of the two sections and the heated water leaves the container via a common drainage device.
  • the functional components on a Be arranged surface of the container part, of the annular interior of the Container is surrounded.
  • a membrane can or a venturi are particularly advantageously arranged so that the annular Container interior extends around the membrane can or Venturi around, so that these functional components are arranged in a space that is not for the anyway Container interior contributes.
  • a membrane can or a venturi can in a hot water heater according to the invention be configured by in two different container parts each one Well designed and between, for example, the membrane is arranged, which is held between the two container parts and closes the two recesses, so that the two wells two separated by means of the membrane Form pressure chambers.
  • the recess in only one of the two container parts be provided and be formed flat the other container part.
  • diaphragm can be used in conjunction with a Venturi nozzle for detection the flow rate in a water heater are used. The flow rate can be taken into account when setting the heating power.
  • a pressure relief valve may be arranged on the container part which is free from the essential functional components. This has the particular advantage that after a Triggering of the pressure relief valve remote water from the functional components can be held. Since the functional components also include electrical components it is useful if they do not come into contact with water.
  • the hot water heater shown in Fig. 1 is a water heater and has a Container for heating the water, which consists of two container parts 1, 2, for example made of plastic and for connection with each other, for example can be welded or glued.
  • a Container for heating the water which consists of two container parts 1, 2, for example made of plastic and for connection with each other, for example can be welded or glued.
  • Inside the container 1, 2 is an electrical Heating device 4 arranged in the form of a tubular heater, in the upper container half 2 is held and self-supporting, so that the exact location of the Heater 4 is set within the container 1, 2 and the heater. 4 the container parts 1, 2 can not touch.
  • the heater 4 has two heating circuits on, which can be acted upon separately or switchable to the water supplied To be able to change performance.
  • the two container parts 1, 2 include an annular interior 3, in which the to be heated water in a circle is guided in one direction, the hot water heater Has not shown inlet and outlet devices.
  • the sections the heater 4, which extend through the upper container part 2, are sealed by means of seals 5 relative to the upper container part 2, wherein the upper Container part 2 is executed in two-component plastic injection molding and the seals 5 already in the production of the upper container part 2 in the bushings have been formed for the heater 4.
  • For mounting the heater 4 this must only be inserted from below into the upper container part 2.
  • a grounding and Holding clamp 15 attached by means of which the heater 4 are connected to earth can and at the optionally to control the power supply of the heater. 4 used power semiconductors can be attached heat-conducting.
  • the heating power is also dependent in part Controlled by the flow of water, the water flow through a diaphragm cell 7 is measured, which is connected via a channel 10 with the interior 3 of the container is.
  • the membrane cell 7 has in its interior a membrane 8, which is the interior the membrane cell 7 divided into an upper and a lower cavity, of which the lower cavity via the channel 10 with the interior 3 of the container 1, 2 is connected.
  • the diaphragm cell 7 is in the center of the annular interior 3 arranged.
  • the two cavities of the membrane cell 7 are formed by depressions in the two container parts 1, 2 formed when joining the two container parts 1, 2 come to lie one above the other and so the interior of the diaphragm cell. 7 form.
  • the membrane 8 is prior to assembly between the two container parts 1, 2, so that the membrane 8 after joining the container parts 1, 2 is held between them and the two wells of the container parts 1, 2 covered and sealed.
  • the membrane 8 is followed by a compression spring 9 arranged in the upper cavity biased down into the lower cavity.
  • a switching cam 11 is attached via a push rod, the according to the pressure difference between the lower and the upper cavity of Diaphragm box 7 is moved vertically.
  • the switching cam 11 has two lateral Buttons on which microswitch 12, 13 act.
  • the two buttons of the Switching cam 11 are each ramps, so that the switching cam 11 down widened and the buttons in an upward movement of the Switch cam 11 extend to the outside.
  • knob 14 can be adjusted whether upon detection of a water withdrawal by means of the membrane 8 no, one or both heating circuits of the heater 4 is turned on become.
  • the function of the hot water heater serving functional components are attached to the upper container part 2, so that this during the Mounting the hot water heater forms a central assembly.
  • the production in particular in an assembly line is simplified because the upper container part 2 of Beginning can be guided through the assembly line, taking all the following assembly operations can be performed on this upper container part 2.
  • the lower container part 1 additionally forms the rear wall of the hot water heater.
  • the lower container part 1 holes 18 and breakthrough opportunities on, the attachment of the lower container part 1 and the entire Serve hot water heater.
  • the hot water heater with screws are fastened, which are screwed through the holes 18 into the wall.
  • the lower container part 1 snap fasteners 17, with which a Hood 6 can be attached.
  • the hood 6 has a recess for the knob 14 on, so that the hood 6 subsequently attached to the lower container part 1 can be without the knob 14 must be removed before.
  • For assembly of the boiler is this without hood 6 first with the rear wall or the lower container part 1 and the designated fastening devices or Holes 18 attached to the installation site and then the hood 6 on the lower Container part 1 snapped.
  • an overpressure valve 16 is additionally formed in such a way is established that it is at a certain limit pressure exceeding internal pressure in the interior 3 of the container 1, 2 opens and pressure from the interior of the third escape.
  • the hot water heater shown in Fig. 2 is a water heater, consisting of two container parts 1, 2 exists.
  • the first container part 1 (not shown) is a flat circular disk educated.
  • the second container part 2 has a recess 25 which has a annular interior for heating water forms.
  • the heater is the fourth arranged in the form of two tubular heaters 4a and 4b. Depending on the heating power is either only one tubular heater 4a or both tubular heaters 4a and 4b are in operation.
  • the hot water heater has a connection flange 26, to which a not shown Water pipe is connected.
  • the connecting flange 26 is connected to the container part 2, which is preferably made of plastic, directly molded.
  • a venturi 24 is provided in the flow direction.
  • a first branch channel 27 is arranged, which is connected to a diaphragm cell 7.
  • the first branch channel 27 enters the upper space of the diaphragm cell 7 a.
  • a membrane 8, not shown, divides the Interior of the membrane cell 7 in an upper and a lower space.
  • a second Branch channel 28 is arranged at the outlet of the Venturi nozzle 24, which communicates with the membrane cell 7 is connected.
  • the second branch channel 28 enters the lower space of the Diaphragm cell 7. Due to the generated pressure difference in the upper and lower Room of the diaphragm cell 7, the membrane 8 is moved.
  • the membrane 8 is at least an electrical switch (not shown) connected to the power supply to Heating device 4 switches.
  • the water exiting from the outlet of the Venturi nozzle 24 passes through a deflection channel 29 to an inflow device 19.
  • the deflection channel 29 is together with the Venturi 24 formed directly on the container part 2.
  • the deflection channel 29 (partially in shown broken dashed lines) extends to the inflow means 19 and is limited by the two container parts 1, 2.
  • the inflow device 19 is a depression formed in the container part 2 and forms a branch through which the water is divided into two sub-streams.
  • annular or toroidal container 1, 2 it is like a clock attached to a substantially vertical wall particularly advantageous if the water to be heated from below, so from an approx. 6 o'clock position, in the annular or toroidal container 1, 2 introduced (inflow device 19) and the drainage device 20 at the top of the container, ie in an approximately 12 o'clock position is provided.
  • a suitable arrangement is given in particular then if the drainage device 20 at a location as high as possible, at least at a location overlying the heater 4.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the embodiment according to FIG Container part 2 is formed as a one-piece plastic injection molded part. It carries the essential Functional components.
  • the interior of the container is through the recess 25th formed in the container part 2.
  • On the lower side in the position shown is the interior closed by a circular disk-shaped container part 1 (not shown).
  • a first mounting dome 31 for a power triac (not shown) and a second mounting dome 32 for a Thermocouple (not shown) molded.
  • a holding element 33 integrally attached to the not shown a water inlet pipe can be.

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Abstract

Bei einem elektrischer Heißwasserbereiter, insbesondere einem Durchlauferhitzer, wird das Wasser in einem Behälter erhitzt, der aus wenigstens zwei Teilen 1, 2 besteht. Der Heißwasserbereiter weist weitere Funktionsbauteile auf, die zur Steuerung des Heißwasserbereiters dienen. Diese Funktionsbauteile sind insbesondere eine elektrische Heizeinrichtung 4, eine Steuerungseinrichtung, druckbetätigte Schalter 12, 13 zur Erfassung einer Entnahme von Wasser und ein Überdruckventil 16. Zur Vereinfachung des Zusammenbaus sind diese Funktionsbauteile an einem Behälterteil 2 befestigt. Dadurch können die meisten Montagearbeiten an einem Behälterteil 2 durchgeführt werde, an das die anderen Teile montiert werden. Vorteilhafterweise bildet ein Behälterteil 1 zusätzlich einen Abschnitt eines Gehäuses des Heißwasserbereiters, beispielsweise die Rückwand. Zusätzlich kann ein Behälterteil 1 Befestigungseinrichtungen 17 zur Befestigung einer Gerätehaube 6 aufweisen. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Heißwasserbereiter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiger Heißwasserbereiter ist durch das deutsche Gebrauchsmuster GM 6607855 bekannt, in dem ein Durchlauferhitzer mit einem innen elektrisch beheizten Kanalkörper beschrieben ist, der zur Bildung eines geschlossenen Wasserkanals von zwei Kopfstücken abgedeckt ist, wobei ein Kopfstück Einrichtungen zur Wandaufhängung aufweist. Die Montage dieses Durchlauferhitzers erfordert nachteiligerweise, dass zuerst der gesamte Kanalkörper montiert werden muss, bevor des Heißwasserbereiter weiter zusammengebaut werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heißwasserbereiter der eingangs genannten Art zu schaffen, der kostengünstig und einfach herstellbar ist und eine kompakte Bauform besitzt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Heißwasserbereiter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert. Der Heißwasserbereiter kann beispielsweise ein Kleinspeicher und insbesondere ein Durchlauferhitzer sein.
Durch die Montage aller Funktionsbauteile an einem Behälterteil wird die Herstellung wesentlich vereinfacht, da nahezu alle Montagehandlungen an einem einzigen Bauteil durchgeführt werden. Auf diese Weise wird insbesondere der Zusammenbau in einer Montagelinie erleichtert, bei der ein Behälterteil durch mehrere Montagestationen geführt wird, in denen jeweils Funktionsbauteile an dem Behälterteil montiert werden, wobei in einer dieser Montagestationen restliche Behälterteile montiert werden können, um den Behälter komplett aufzubauen. Vorzugsweise werden alle Funktionsbauteile an einem Behälterteil montiert, es ist jedoch auch ausreichend, wenn zumindest die wesentlichen Funktionsbauteile des Heißwasserbereiters an einem der Behälterteile montiert sind. Die wesentlichen Funktionsbauteile sind beispielsweise die Heizeinrichtung, eine Zuflusseinrichtung, eine Abflusseinrichtung, eine Steuerung, ein Durchflussschalter, Anzeigeelemente, Bedienelemente, Temperatursensoren oder weitere Bauteile, die der Funktion und insbesondere der Steuerung des Heißwasserbereiters dienen. Der Montagebehälterteil, an den alle, bzw. zumindest die wesentlichen Funktionsbauteile des Heißwasserbereiters montiert werden, kann so während des gesamten Herstellungsprozesses das zentrale Bauteil bleiben, an das alle anderen, in der Regel kleinere Bauteile angebaut werden.
Wenn eine Heizeinrichtung verwendet wird, bei der wenigstens der in den Behälter ragende Abschnitt freitragend ist, kann die Anordnung der Heizeinrichtung im Behälter festgelegt werden. Insbesondere kann die Heizeinrichtung so innerhalb des Behälters angeordnet werden, dass die geheizten Abschnitte der Heizeinrichtung nicht in Berührung mit der Behälterwand kommen können, so dass eine Heizeinrichtung mit einer hohen Leistungsdichte verwendet werden kann. Damit kann eine hohe Leistung in Bezug auf die Baugröße des Heißwasserbereiters erreicht werden. Weiterhin kann in so einem Fall der Behälter aus einem nicht temperaturfesten, kostengünstigen Material wie Kunststoff hergestellt werden, da ein sicherer Abstand der Heizung zur Wand sichergestellt werden kann. Die Heizung kann beispielsweise ein Rohrheizkörper sein. Die Herstellungskosten und die Baugröße des Heißwasserbereiters können auf diese Weise verringert werden.
Vorteilhafterweise weist der Behälter Befestigungseinrichtungen zur Montage des Heißwasserbereiters auf, wobei die Befestigungseinrichtungen auch ausschließlich an einem Behälterteil ausgestaltet sein können. Dies können insbesondere Einrichtungen zur Wandmontage des Heißwasserbereiters sein, wie beispielsweise Löcher zur Durchführung von Schrauben bzw. Bolzen.
Ein Behälterteil kann weiterhin als Gehäuseabschnitt des Heißwasserbereiters ausgestaltet sein. Insbesondere kann die Rückwand des Heißwasserbereiters von einem Behälterteil gebildet werden, wobei der Behälter aus zwei Behälterteilen aufgebaut sein kann. Das Behälterteil kann dazu flächige Fortsätze aufweisen, die zumindest Teile des Gehäuses bilden. Vorteilhafterweise weist ein als Rückwand des Heißwasserbereiters dienender Behälterteil die Einrichtungen zur Montage des Heißwasserbereiters auf.
Um ein Gehäuse des Heißwasserbereiters zu bilden, kann weiterhin der Behälter und insbesondere ein Behälterteil alleine Einrichtungen zur Befestigung einer Gerätehaube aufweisen, so dass die Montierbarkeit einer Haube mit sehr geringem Aufwand erzielt werden kann. Dabei kann diese Einrichtung eine Schnappverbindung sein. Insbesondere kann die Gerätehaube die Vorderwand des Heißwasserbereiters bilden. Wenn ein Behälterteil als ein Gehäuseabschnitt wie beispielsweise der Rückwand ausgebildet ist und zusätzlich die Einrichtungen zur Befestigung einer Haube aufweist, ist zur Vervollständigung des Gehäuses des Heißwasserbereiters nach der Montage aller Funktionsbauteile am Behälter nur das Aufsetzen und Einrasten der Haube nötig.
Die Montage kann weiter vereinfacht werden, indem wenigstens ein Behälterteil, an dem Funktionsteile montiert sind, im Zwei-Komponenten-Kunststoff-Spritzguss ausgeführt ist. In diesem Fall können Dichtungen für die in den Behälter ragenden oder mit dem Behälterinnenraum in Verbindung stehenden Funktionsbauteile bei der Herstellung des betreffenden Behälterteils bereits an den richtigen Stellen ausgeformt werden, so dass kein zusätzlicher Arbeitsgang zum Einsetzen von Dichtungen erforderlich ist. Dafür kann als eine Komponente ein Elastomer eingesetzt werden. Insbesondere können diese Dichtungen für eine in den Behälter ragende Heizeinrichtung oder für ein an den Behälter angeschlossenes Sicherheitsüberdruckventil vorgesehen sein. Auf diese Weise ist es ferner auch möglich, Membranen beispielsweise zur Steuerung von Schaltfunktionen auszuformen, indem in einem Behälterteil ein Hohlraum oder zumindest eine Vertiefung und anschließend eine sich über diese Vertiefung erstreckende Membran aus einer elastischen Komponente darübergeformt wird.
Der Behälter kann vorteilhafterweise einen ringförmigen Innenraum aufweisen. Dabei kann das zu erhitzende Wasser derart durch den Behälter geleitet werden, dass es den Behälter in einer einzigen Richtung durchfließt. Das Wasser kann in so einem Fall über eine Strecke an der Heizeinrichtung entlang geführt werden, die im Wesentlichen dem Umfang des ringförmigen Behälterinnenraums entspricht. Somit kann auch bei einer kleinen Baugröße des Heißwasserbereiters das Wasser über eine große Strecke entlang der Heizung geführt werden.
Ist der Innenraum des Behälters ringförmig ausgebildet, so ergibt sich ein Behälter in Form eines Torus. Der ringförmige Innenraum muss nicht notwendigerweise als geschlossener Ring ausgebildet sein, sondern kann insbesondere auch nur als hufeisenförmiger bzw. U-förmiger Ringabschnitt ausgebildet sein. Der ring- bzw. torusförmige Behälter kann eine Zuflusseinrichtung für Wasser aufweisen, die derart angeordnet ist, dass im Betriebszustand des Heißwasserbereiters das Wasser den Behälter im wesentlichen entgegen der Schwerkraft durchströmt. Dadurch wird erreicht, dass das Wasser von unten nach oben im Behälter ansteigt und evtl. mit dem Wasser eingeleitete Luftblasen entgegen der Schwerkraft nach oben gefördert werden. Dies hat den Vorteil, dass keine Luftblasen im Behälter zurückgehalten werden.
Vorzugsweise weist der Behälter eine Abflusseinrichtung für Wasser auf, die derart angeordnet ist, dass im Betriebszustand des Heißwasserbereiters entgegen der Schwerkraft aufsteigende Luftblasen durch das Wasser aus dem Behälter heraustreibbar sind. Dies hat den Vorteil, dass Luftblasen, die durch die Strömung des Wassers oder allein durch ihre eigene Auftriebskraft sich entgegen der Schwerkraft nach oben bewegen, sich nicht am oberen Ende des Behälters ansammeln und dort verbleiben. Verbleibende Luftblasen könnten sich zu einer immer größer werdenden Luftblase sammeln und das im Behälter befindliche Wasser soweit verdrängen, bis die Heizeinrichtung frei liegt. Bei einer frei liegenden Heizeinrichtung besteht die Gefahr, dass sie sich überhitzt und beschädigt wird. Um dies zu vermeiden ist vorgesehen, die Abflusseinrichtung zumindest nahe oder direkt an der Stelle vorzusehen, an der sich Luftblasen sammeln könnten.
In einer weiteren Variante eines Heißwasserbereiters ist eine Verzweigung vorgesehen, durch die das über eine Zuflusseinrichtung zulaufende Wasser in zwei Teilströme aufteilbar ist, zum Durchströmen eines Behälters in zwei verschiedenen Richtungen. Jeder Teilstrom tritt mit einer geringen Anfangstemperatur ein und durchläuft jeweils insbesondere nur eine halbe Länge der Heizeinrichtung. Dadurch ergibt sich eine bessere Wärmeausbeute, d.h. der Wirkungsgrad ist verbessert, weil in beiden Teilströmen am Wassereintritt eine hohe Temperaturdifferenz zwischen dem eintretenden Wasser und der Heizeinrichtung herrscht. Bei einem solch hohen Temperaturgradienten ist der Wärmeübergang von der Heizeinrichtung auf das Wasser verbessert. Alternativ zu einer einzelnen, gemeinsamen Heizeinrichtung können beide Teilströme separat beheizt sein. Dazu kann jeder der beiden Teilströme mit einer eigenen Heizeinrichtung versehen sein. Dies hat den Vorteil, dass beide Teilströme getrennt und unabhängig voneinander regelbar sind. An einem Zusammenlauf der beiden getrennten Teilströme am Ende der Heizstrecke können die Wasserströme, die unterschiedliche Temperaturen aufweisen können, wieder zusammengemischt werden.
Bei einem ring- bzw. torusförmigen Behälter strömt das Wasser in dem einen Teilstrom im Uhrzeigersinn und in dem anderen Teilstrom entgegen dem Uhrzeigersinn. Die beiden Teilströme werden am Ende der beiden Teilstrecken wieder zusammengeführt und das erhitzte Wasser verlässt den Behälter über eine gemeinsame Abflusseinrichtung.
Aufgrund der Ring- bzw. Torusform des Behälters können die Funktionsbauteile auf einer Fläche des Behälterteils angeordnet sein, die von dem ringförmigen Innenraum des Behälters umgeben ist. Dies hat den Vorteil, dass der von dem ring- bzw. torusförmigen Behälterabschnitt umgebene Innenbereich platzsparend für die Aufnahme von Funktionsbauteilen genutzt werden kann. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauform des Heißwasserbereiters.
Bei einem Behälter mit ringförmigen Innenraum kann beispielsweise eine Membrandose oder eine Venturidüse besonders vorteilhaft so angeordnet werden, dass sich der ringförmige Behälterinnenraum um die Membrandose bzw. die Venturidüse herum erstreckt, so dass diese Funktionsbauteile in einem Raum angeordnet sind, der ohnehin nicht zum Behälterinnenraum beiträgt.
Eine Membrandose bzw. eine Venturidüse kann bei einem erfindungsgemäßen Heißwasserbereiter ausgestaltet werden, indem in zwei verschiedenen Behälterteilen je eine Vertiefung ausgestaltet und dazwischen beispielsweise die Membran angeordnet wird, die zwischen den beiden Behälterteilen gehalten wird und die beiden Vertiefungen verschließt, so dass die beiden Vertiefungen zwei mittels der Membran voneinander getrennte Druckräume bilden. Alternativ kann die Vertiefung in nur einer der beiden Behälterteilen vorgesehen sein und das andere Behälterteil flach ausgebildet sein. Eine solche Membrandose kann insbesondere in Verbindung mit einer Venturidüse zur Erfassung der Durchflussmenge bei einem Durchlauferhitzer eingesetzt werden. Die Durchflussmenge kann bei der Einstellung der Heizleistung berücksichtigt werden.
Ein Überdruckventil kann an demjenigen Behälterteil angeordnet sein, das frei von den wesentlichen Funktionsbauteilen ist. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass nach einem Auslösen des Überdruckventils austretendes Wasser von den Funktionsbauteilen fern gehalten werden kann. Da die Funktionsbauteile auch elektrische Komponenten umfassen können, ist es von sinnvoll, wenn diese nicht in Kontakt mit Wasser kommen.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1
eine Schnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heißwasserbereiters;
Fig. 2
eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Heißwasserbereiters;
Fig. 3
eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 2.
Der in Fig. 1 dargestellte Heißwasserbereiter ist ein Durchlauferhitzer und weist einen Behälter zum Erhitzen des Wasser auf, der aus zwei Behälterteilen 1, 2 besteht, die beispielsweise aus Kunststoff bestehen und zur Verbindung miteinander beispielsweise verschweißt oder verklebt sein können. Im Inneren des Behälters 1, 2 ist eine elektrische Heizeinrichtung 4 in Gestalt eines Rohrheizkörpers angeordnet, die in der oberen Behälterhälfte 2 gehalten ist und selbsttragend ausgeführt ist, so dass die genaue Lage der Heizeinrichtung 4 innerhalb des Behälters 1, 2 festgelegt ist und die Heizeinrichtung 4 die Behälterteile 1, 2 nicht berühren kann. Die Heizeinrichtung 4 weist zwei Heizkreise auf, die getrennt mit Strom beaufschlagbar bzw. schaltbar sind, um die dem Wasser zugeführte Leistung verändern zu können.
Die beiden Behälterteile 1, 2 schließen einen ringförmigen Innenraum 3 ein, in dem das zu erhitzende Wasser im Kreis herum in einer Richtung geführt wird, wobei der Heißwasserbereiter nicht dargestellte Zu- und Abflusseinrichtungen aufweist. Die Abschnitte der Heizeinrichtung 4, die sich durch den oberen Behälterteil 2 hindurch erstrecken, sind mittels Dichtungen 5 gegenüber der oberen Behälterteil 2 abgedichtet, wobei der obere Behälterteil 2 im Zwei-Komponenten-Kunststoff-Spritzguss ausgeführt ist und die Dichtungen 5 bereits bei der Herstellung des oberen Behälterteils 2 bei den Durchführungen für die Heizeinrichtung 4 ausgebildet worden sind. Zur Montage der Heizeinrichtung 4 muss diese nur von unten in das obere Behälterteil 2 gesteckt werden. An einem außerhalb des Behälters 1, 2 liegendem Abschnitt der Heizeinrichtung 4 ist eine Erdungs- und Halteschelle 15 befestigt, mittels derer die Heizeinrichtung 4 mit Erde verbunden werden kann und an der gegebenenfalls zur Steuerung der Stromzufuhr der Heizeinrichtung 4 verwendete Leistungshalbleiter wärmeleitend befestigt werden können.
Bei dem dargestellten Heißwasserbereiter wird die Heizleistung zum Teil auch abhängig vom Wasserdurchfluss gesteuert, wobei der Wasserdurchfluss mittels einer Membrandose 7 gemessen wird, die über einen Kanal 10 mit dem Innenraum 3 des Behälters verbunden ist. Die Membrandose 7 weist in ihrem Inneren eine Membran 8 auf, die den Innenraum der Membrandose 7 in einen oberen und einen unteren Hohlraum unterteilt, von denen der untere Hohlraum über den Kanal 10 mit dem Innenraum 3 des Behälters 1, 2 verbunden ist. Die Membrandose 7 ist im Zentrum des ringförmigen Innenraums 3 angeordnet. Die beiden Hohlräume der Membrandose 7 werden durch Vertiefungen in den beiden Behälterteilen 1, 2 gebildet, die beim Zusammenfügen der beiden Behälterteile 1, 2 übereinander zu liegen kommen und so den Innenraum der Membrandose 7 bilden. Die Membran 8 wird vor dem Zusammenfügen zwischen den beiden Behälterteilen 1, 2 angeordnet, so dass die Membran 8 nach dem Zusammenfügen der Behälterteile 1, 2 zwischen ihnen gehalten wird und die beiden Vertiefungen der Behälterteile 1, 2 bedeckt und abdichtet.
Die Membran 8 wird von einer im oberen Hohlraum angeordneten Druckfeder 9 nach unten in den unteren Hohlraum hinein vorgespannt. Sobald dem Heißwasserbereiter Wasser entnommen wird bzw. sobald heißes Wasser gezapft wird, beginnt das Wasser innerhalb des Innenraums 3 zu strömen und verursacht an einer nicht dargestellten Venturidüse innerhalb des Innenraums 3 einen Druckabfall. Die Venturidüse ist mit dem Raum oberhalb der Membran 8 verbunden, so dass der Druckabfall an der Venturidüse eine Auslenkung der Membran 8 nach oben bewirkt.
Oben an der Membran 8 ist über eine Schubstange ein Schaltnocken 11 befestigt, der entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem unteren und dem oberen Hohlraum der Membrandose 7 vertikal verschoben wird. Der Schaltnocken 11 weist zwei seitliche Schaltflächen auf, die auf Mikroschalter 12, 13 wirken. Die beiden Schaltflächen des Schaltnockens 11 sind jeweils Rampen, so dass sich der Schaltnocken 11 nach unten hin verbreitert und die Schaltflächen bei einer nach oben gerichteten Bewegung des Schaltnockens 11 nach außen verlaufen. Die beiden Mikroschalter 12, 13 können die zwei Heizkreise voneinander getrennt schalten.
Mit einem Drehknopf 14 kann eingestellt werden, ob bei Erfassen einer Wasserentnahme mittels der Membran 8 kein, ein oder beide Heizkreise der Heizeinrichtung 4 eingeschaltet werden.
Sämtliche zuvor beschriebenen, der Funktion des Heißwasserbereiters dienenden Funktionsbauteile sind an dem oberen Behälterteil 2 befestigt, so dass dieser während der Montage des Heißwasserbereiters eine zentrale Baugruppe bildet. Die Fertigung insbesondere in einer Montagelinie wird dadurch vereinfacht, da der obere Behälterteil 2 von Beginn an durch die Montagelinie geführt werden kann, wobei alle folgenden Montagehandlungen an diesem oberen Behälterteil 2 durchgeführt werden können.
Der untere Behälterteil 1 bildet zusätzlich die Rückwand des Heißwasserbereiters. Dazu weist der untere Behälterteil 1 am Rand einen flächigen Fortsatz auf, der zusammen mit dem den Behälterinnenraum 3 begrenzenden Abschnitt des Behälterteils 1 im Wesentlichen eine Fläche bildet, mit der der Heißwasserbereiter beispielsweise an einer Wand montiert werden kann. Dazu weist der untere Behälterteil 1 Löcher 18 bzw. Durchbruchmöglichkeiten auf, die der Befestigung des unteren Behälterteils 1 bzw. des gesamten Heißwasserbereiters dienen. Beispielsweise kann der Heißwasserbereiter mit Schrauben befestigt werden, die durch die Löcher 18 hindurch in die Wand geschraubt werden.
Weiterhin weist der untere Behälterteil 1 Schnappbefestigungen 17 auf, mit denen eine Haube 6 befestigt werden kann. Die Haube 6 kann den Behälter 1, 2 zusammen mit den Funktionsbauteilen bedecken und zusammen mit dem unteren Behälterteil 1 ein Gehäuse des Heißwasserbereiters bilden. Die Haube 6 weist für den Drehknopf 14 eine Aussparung auf, so dass die Haube 6 nachträglich an dem unteren Behälterteil 1 befestigt werden kann, ohne dass der Drehknopf 14 zuvor abmontiert werden muss. Zur Montage des Heißwasserbereiters wird dieser ohne Haube 6 zunächst mit der Rückwand bzw. dem unteren Behälterteil 1 und den dafür vorgesehenen Befestigungseinrichtungen bzw. Löchern 18 am Installationsort befestigt und wird anschließend die Haube 6 auf das untere Behälterteil 1 aufgeschnappt.
An dem oberen Behälterteil 2 ist zusätzlich ein Überdruckventil 16 angeformt, das derart eingerichtet ist, dass es bei einem einen bestimmten Grenzdruck übersteigenden Innendruck im Innenraum 3 des Behälters 1, 2 öffnet und Überdruck aus dem Innenraum 3 entweichen lässt.
Der in Fig. 2 dargestellte Heißwasserbereiter ist ein Durchlauferhitzer, der aus zwei Behälterteilen 1, 2 besteht. Das erste Behälterteil 1 (nicht dargestellt) ist als flache Kreisscheibe ausgebildet. Das zweite Behälterteil 2 weist eine Vertiefung 25 auf, die einen ringförmigen Innenraum zum Erhitzen von Wasser bildet. Im Innenraum, der durch das erste Behälterteil 1 und das zweite Behälterteil 2 begrenzt wird, ist die Heizeinrichtung 4 in Gestalt von zwei Rohrheizkörpern 4a und 4b angeordnet. Je nach Heizleistung ist entweder nur ein Rohrheizkörper 4a oder es sind beide Rohrheizkörper 4a und 4b in Betrieb.
Der Heißwasserbereiter weist einen Anschlussflansch 26 auf, an den eine nicht dargestellte Wasserleitung anschließbar ist. Der Anschlussflansch 26 ist an das Behälterteil 2, welches vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, direkt angeformt. In Strömungsrichtung des Wassers dem Anschlussflansch 26 nachgeschaltet ist eine Venturidüse 24 vorgesehen. Im Eintrittsbereich der Venturidüse 24 ist ein erster Abzweigekanal 27 angeordnet, der mit einer Membrandose 7 verbunden ist. Der erste Abzweigekanal 27 tritt in den oberen Raum der Membrandose 7 ein. Eine nicht dargestellte Membran 8 teilt den Innenraum der Membrandose 7 in einen oberen und einen unteren Raum auf. Ein zweiter Abzweigekanal 28 ist am Austritt der Venturidüse 24 angeordnet, der mit der Membrandose 7 verbunden ist. Der zweite Abzweigekanal 28 tritt in den unteren Raum der Membrandose 7 ein. Aufgrund der erzeugten Druckdifferenz in dem oberen und unteren Raum der Membrandose 7 wird die Membran 8 bewegt. Die Membran 8 ist mit mindestens einem elektrischen Schalter (nicht dargestellt) verbunden, der die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung 4 schaltet.
Das aus dem Austritt der Venturidüse 24 austretende Wasser gelangt über einen Umlenkkanal 29 zu eine Zuflusseinrichtung 19. Der Umlenkkanal 29 ist zusammen mit der Venturidüse 24 direkt an das Behälterteil 2 angeformt. Der Umlenkkanal 29 (teilweise in unterbrochenen Strichlinien dargestellt) erstreckt sich bis zur Zuflusseinrichtung 19 und wird durch die beiden Behälterteile 1, 2 begrenzt. Die Zuflusseinrichtung 19 ist als Vertiefung in dem Behälterteil 2 ausgeformt und bildet eine Verzweigung, durch die das Wasser in zwei Teilströme aufgeteilt wird. Die ringförmige Vertiefung 25, welche den Innenraum des Behälters 1, 2 bildet wird in zwei verschiedenen Richtungen durchströmt. In der gezeigten Darstellung strömt das Wasser in dem rechten Seitenarm des ringförmigen Behälters entgegen dem Uhrzeigersinn und im linken Seitenarm im Uhrzeigersinn.
In der gezeigten Darstellung in einem oberen Bereich des ringförmigen Innenraums befindet sich eine Abflusseinrichtung 20. Wenn der ring- bzw. torusförmige Behälter 1, 2 ähnlich einer Uhr an einer im wesentlichen senkrechten Wand befestigt wird, so ist es insbesondere von Vorteil, wenn das zu erhitzende Wasser von unten, also aus einer ca. 6 Uhr-Position, in den ring- bzw. torusförmigen Behälter 1, 2 eingeleitet (Zuflusseinrichtung 19) und die Abflusseinrichtung 20 oben am Behälter, also in einer ca. 12 Uhr-Position vorgesehen wird. Eine geeignete Anordnung ist insbesondere dann gegeben, wenn die Abflusseinrichtung 20 an einer möglichst weit oben gelegenen Stelle, zumindest an einer Stelle, die über der Heizeinrichtung 4 liegt, vorgesehen ist.
Dir Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 2. Das Behälterteil 2 ist als einstückiges Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet. Es trägt die wesentlichen Funktionsbauteile. Der Innenraum des Behälters wird durch die Vertiefung 25 in dem Behälterteil 2 gebildet. Auf der in der gezeigten Lage unteren Seite wird der Innenraum durch ein kreisscheibenförmiges Behälterteil 1 (nicht dargestellt) verschlossen. An dem Behälterteil 2 wird durch angeformte weitere Vertiefungen die Membrandose 7, die Venturidüse 24 und durch einen angeformten Flansch ein Auslauf 30 für das erhitzte Wasser gebildet. Zusätzlich ist an das Behälterteil 2 ein erster Befestigungsdom 31 für einen Leistungs-Triac (nicht dargestellt) und ein zweiter Befestigungsdom 32 für einen Thermofühler (nicht dargestellt) angeformt. In dieser Variante sind die Befestigungslöcher 18 für die Montage des Heißwasserbereiters an einer Wand nicht an dem Behälterteil 1, sondern an dem Behälterteil 2 angeformt. Des weiteren ist an das Behälterteil 2 ein Haltelement 33 angeformt an das ein nicht dargestelltes Wasserzulaufrohr befestigt werden kann.

Claims (14)

  1. Elektrischer Heißwasserbereiter mit einem Behälter (1, 2), einer elektrischen Heizeinrichtung (4) zum Erhitzen von Wasser im Behälter (1, 2) und zusätzlichen Funktionsbauteilen, wobei der Behälter wenigstens aus zwei Behälterteilen (1, 2) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass alle Funktionsbauteile des Heißwasserbereiters an einem der Behälterteile (1, 2) montiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Behälters (1, 2) ringförmig ist.
  2. Heißwasserbereiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1, 2) eine Zuflusseinrichtung (19) für Wasser aufweist, die derart angeordnet ist, dass im Betriebszustand des Heißwasserbereiters das Wasser den Behälter (1, 2) im wesentlichen entgegen der Schwerkraft durchströmt.
  3. Heißwasserbereiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1, 2) eine Abflusseinrichtung (20) für Wasser aufweist, die derart angeordnet ist, dass im Betriebszustand des Heißwasserbereiters entgegen der Schwerkraft aufsteigende Luftblasen durch das Wasser aus dem Behälter (1, 2) heraustreibbar sind.
  4. Heißwasserbereiter insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzweigung vorgesehen ist, durch die das über eine Zuflussrichtung (19) zulaufende Wasser in zwei Teilströme aufteilbar ist, zum Durchströmen eines Behälters (1, 2) in zwei verschiedenen Richtungen.
  5. Heißwasserbereiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teilströme beheizt sind.
  6. Heißwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsbauteile auf einer Fläche (23) des Behälterteils (1, 2) angeordnet sind, die von dem ringförmigen Innenraum des Behälters (1, 2) umgeben ist.
  7. Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißwasserbereiter eine Membrandose (7) mit zwei von einer Membran (8) getrennten Druckräumen aufweist, wobei die Druckräume als Vertiefung in zwei verschiedenen Behälterteilen (1, 2) ausgeführt sind und die Membran (8) zwischen diesen beiden Behälterteilen (1, 2) gehalten sind.
  8. Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überdruckventil (16) an demjenigen Behälterteil (1, 2) angeordnet ist, das frei von den wesentlichen Funktionsbauteilen ist.
  9. Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (4) wenigstens zum Teil innerhalb des Behälters (1, 2) angeordnet ist und wenigstens der im Behälter (1, 2) angeordnete Abschnitt der Heizeinrichtung (4) selbsttragend ist.
  10. Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1, 2) Befestigungseinrichtungen (18) zur Montage des Heißwasserbereiters insbesondere an einer Wand aufweist.
  11. Heißwasserbereiter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Behälterteil (1) Befestigungseinrichtungen (18) zur Montage des Heißwasserbereiters aufweist.
  12. Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Behälterteil (1) einen Abschnitt aufweist, der einen Abschnitt eines Gehäuses des Heißwasserbereiters bildet.
  13. Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1, 2) Einrichtungen (17) zur Befestigung einer Gerätehaube (6) aufweist.
  14. Heißwasserbereiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Behälterteil (2), an dem Funktionsteile montiert sind, im Zwei-Komponenten-Kunststoff-Spritzguss ausgeführt ist und Abdichtungen für mit dem Behälterinnenraum (3) in Verbindung stehende Funktionsbauteile aufweist.
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