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Gasbeheizter Warmwasserbereiter Die Erfindung betrifft einen gasbeheizten
Warmwasserbereiter mit einem an eine Zapfleitung angeschlossenen Durchlauferhitzer
und einem an eine Kaltwasserzuleitung angeschlossenen Speicherbehälter, der ein-
und auslaßseitig durch je eine mit einer Absperrvorrichtung versehene Umlaufleitung
miteinander verbunden sind, so daß bei geöffneten Absperrvorrichtungen ein Wasserumlauf
zwischen Durchlauferhitzer und Speicherbehälter durch thermische Auftriebskräfte
stattfindet.
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Es ist bei solchen Geräten bekannt, durch geeignete Absperrvorrichtungen
in den Umlaufleitungen dafür zu sorgen, daß ein unmittelbares Zapfen des Speicherwassers
verhindert wird, so daß das Speicherwasser erst zur Nacherwärmung durch den Durchlauferhitzer
fließt, ehe es zur Zapfstelle gelangt, Solche kombinierten Warmwasserbereiter mit
thermischem Umlauf und Nachwärmerschaltung haben den Vorteil, daß man sofort größere
Warmwassermengen zur Verfügung hat, als sie der Durchlauferhitzer allein liefern
kann. Die Nachwärmung bringt den Vorteil, daß das Wasser bei verhältnismäßig niedriger
Temperatur gespeichert werden kann, so daß weniger Wärmeverluste auftreten. Ein
Nachteil der kombinierten Warmwasserbereiter mit thermischem Umlauf und N achwärmerschaltung
besteht jedoch darin, daß das nachzuwärmende Speicherwasser durch die Mischung mit
dem in den Speicher nachströmenden Kaltwasser allmählich immer kälter wird, so daß
man allmählich absinkende Auslauftemperaturen erhält. Es ist bereits vorgeschlagen
worden, die Gaszufuhr zum Nachwärmen des Durchlauferhitzers nach Maßgabe der absinkenden
Auslauftemperaturen zu vergrößern. Dieser Weg führt jedoch entweder zu unvollkommener
Ausnutzung oder zur Überlastung des Durchlauferhitzers.
Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, derartige kombinierte Warmwasserbereiter mit therinischem
Umlauf und Nachwärmerschaltung mit einer Regelvorrichtung zu versehen, die, ohne
den thermischen Umlauf zu stören, bei voller Leistungsausnutzung gleichbleibende
Auslauftemperaturen gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird bei einem gasbeheizten Warmwasserbereiter der eingangs
geschilderten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine einlaßseitig an den
Durchlauferhitzer angeschlossene Verbindungsleitung zum Speicherbehälter führt,
in der ein Drosselventil angeordnet ist, das die beim Zapfen dürchlaufendeWassernienge
in Abhängigkeit von der Temperatur des dem Durchlauferhitzer zufließenden Speicherwassers
steuert, und daß beim Zapfen die Absperrvorrichtungen in der Umlaufleitung durch
einen nach Art einer Wassermangelsicherung ausgebildeten Membranschalter geschlossen
werden, an dem ein am Drosselventil beim Wasserdurchfluß auftretender dvnamischer
Druckunterschied wirksam wird.
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Im Gegensatz zu der erwähnten bekannten Regelung der Gaszufuhr wird
nach der Erfindung bei sinkender Temperatur des Speicherwassers nicht die Gasmenge
vergrößert, sondern die nachzuwärinende Wassermenge verkleinert. Dadurch wird es
möglich, den Durchlauferhitzer während der Nacherwärmung mit gleichbleibender Leistung
zu betreiben, weil bei allen Speicherwassertemperaturen (las Produkt aus Wassermenge
mal Temperaturunterschied gleichbleibt.
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Bei einfachen Durchlauferhitzern ist es bekannt, die Wassermenge in
Abhängigkeit von der Zulauftemperatur zu regeln. Derartige Anordnungen sind aber
nicht ohne weiteres anwendbar, wenn der Durchlauferhitzer wie bei den hier behandelten
kombinierten Warmwasserbereitern zusätzlich noch die Erwärmung des Speicherwassers
durch thermischen Umlauf übernehmen soll.
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Dadurch, daß der an dem temperaturgesteuerten Drosselventil auftretende
dynamische Druckunterschied benutzt wird, um durch einen nach Art einer Wassermangelsicherung
wirkenden Membranschalter die Absperrvorrichtung zu betätigen, wird der Vorteil
erreicht, daß man im Wasserweg des thermischen Umlaufes als Absperrvorrichtung nicht,
wie es bekannt ist, ein Rückschlagventil anwenden muß, sondern ein Ventil vorsehen
kann, das nur beim Zapfen in Tätigkeit tritt, sonst aber den thermischen Umlauf
nicht behindert oder belastet.
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Die Erfindung und ihre weitere Ausbildung sind im folgenden an Hand
eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigt Fig. i schematisch und teilweise im Schnitt einen kombinierten Warmwasserbereiter
mit Wasserinengen- und Brennergasregelung, Fig. i a einen Schnitt durch den Wasserinengenregler
der Fig. i längs der Schnittlinie a-b.
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In Fig. i ist ein allseitig isolierter Speicherbehälter i dargestellt,
der durch eine Umlaufleitung 2, 3 an einen Durchlauferhitzer bekannter und daher
nicht näher zu erläuternder Bauart angeschlossen ist. Dieser Durchlauferhitzer besteht
aus einem Heizschacht d.. der über einem Gasbrenner angeordnet ist. Der Heizschacht
d. ist von einer wasserführenden Rohrschlange 6 umgeben und oben durch einen Lamellenblock
7 abgeschlossen, der von den Wasserrohren mehrfach durchsetzt ist.
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Sowohl in den unteren, 2, als auch in den oberen Zweig 3 der Umlaufleitung
2, 3 ist ein Absperrkolbenventil 8, 9 eingebaut. Beide Absperrkolben B. 9 sind miteinander
und mit einer Gummimembran i i durch eine Steuerstange io verbunden. Das die Membran
ii durchdringende Ende der Steuerstange io trägt einen Ventilkörper 12. Die Meinbran
i i teilt den Raum eines 11 embrangehäuses in eine obere und eine untere Kammer.
Die untere Kammer ist über ein Regelventil 12 an die Kaltwasserzuleitung angeschlossen.
Eine gedrosselte Leitung 27 verbindet die untere Kammer außerdem mit dem Speicherbehälter
i bzw. mit dein unteren Zweig 2 der Umlaufleitung. In der oberen Kammer ist eine
die Membran i i belastende Druckfeder 13 angeordnet. Die obere Kammer ist durch
eine Verbindungsleitung 28 an den oberen Zweig 3 der Umlaufleitung und durch eine
weitere Verbindungsleitung 29 an den unteren Zweig :2 der Umlaufleitung angeschlossen.
Die Verbindungsleitungen 28. 29 sind so angeordnet, daß bei geschlossenen Absperrventilen
8, 9 ein Durchfluß von dem oberen Zweig 3 der Umlaufleitung durch die obere Meinbrankammer
zum unteren Anschluß der Rohrschlange 6 stattfinden kann. Beim Eintritt des Wassers
aus der Verbindungsleitung 28 in die obere Kammer muß das Wasser durch eine Drosselstelle
hindurchtreten, die durch ein Drosselventil 1.4 (vgl. Fig. i a) einstellbar ist.
Das Drosselventil 14 sitzt an einem Thermostaten 15, der in der oberen Kammer angeordnet
ist und durch eine Spindel mit einem Handrad 16 axial verschoben werden kann. Die
Einstellung des Thermostaten IS kann an einer in Temperaturgraden geeichten Skala
17 abgelesen werden. Die Zapfleitung 18 ist auf der Seite des Durchlauferhitzers
an den oberen Zweig 3 der Umlaufleitung angeschlossen. In eine Erweiterung der Zapfleitung
18 ist ein Wärmefühler ig eingebaut, der mit einem Dehnungskörper 20 in Verbindung
steht. Die Zapfleitung 18 ist unten durch ein Zapfventil 3o abgeschlossen. Der Dehnungskörper
2o sitzt im Gehäuse eines Gasventils 22, das den Gasbrenner 5 trägt. Mittels einer
Stoßstange 21 wirkt der Dehnungskörper 2o verstellend auf das Gasventil 22 ein,
das von einer Ventilfeder 26 kraftschlüssig an die Stoßstange 21 angedrückt wird.
Im Gasventilgehäuse ist ein weiterer Dehnungskörper 23 angeordnet, der mit einem
Bügel 25 verbunden ist. Der Bügel 25 umschließt den Dehnungskörper 2o und die Stoßstange
21 und kann daher ebenfalls verstellend auf das Gasventil 22 einwirken, wenn der
Hub des Dehnungskörpers 23 den des Dehnungskörpers 2o überwiegt. Der Dehnungskörper
23 ist an einen Wärmefühler 24. am Boden des Speicherbehälters i angeschlossen.
Die
Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Bei Speicherbetrieb kommt
durch den Auftrieb des in der Rohrschlange 6 erwärmten Wassers ein fortgesetzter
Wasserumlauf zwischen dem Speicher i und dein Durchlauferhitzer zustande, wobei
das kältere Wasser der Rohrschlange 6 durch den unteren Zweig 2 der Umlaufleitung
zufließt und das erwärmte durch den oberen Zweig 3 der Umlaufleitung in den Speicher
i zurückläuft. Wenn der ganze Speicherinhalt auf die an dem Wärmefühler 24 eingestellte
Temperatur erwärmt ist, wird die Gaszufuhr zum Brenner 5 durch das Ventil 22 so
weit gedrosselt, daß dem Gerät nur noch die zur Aufrechterhaltung der eingestellten
Temperatur notwendige Wärme zugeführt wird.
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Beim Zapfen von heißem Wasser entsteht zwi-,chen der oberen und der
unteren Kammer der Membran i i ein dynamischer Druckunterschied durch den Strömungswiderstand,
den der fließende Wasserstrom in der Leitung 27 beim Durchgang durch den Speicher
i und an dem Drosselventil 14 findet. Unter Wirkung dieses Druckunterschiedes bewegt
sich die Membran i i nach oben und das Regelventil 12 so weit in den Ventilsitz
hinein, bis Gleichgewicht zwischen der Hubkraft der Membran i i und der Gegenkraft
der Feder 13 besteht. Bei der Aufwärtsbewegung der Membran i i sperren die Kolben
8 und 9 die Umlaufleitung 2, 3 ab. Das heiße Wasser, das durch den Leitungsdruck
des kalten Wassers, das durch die Leitung 27 in den Behälter i eintritt, herausgedrückt
wird, gelangt jetzt durch die Verbindungsleitung 28, 29 in die Rohrschlange 6 und
nach Austritt aus dem Durchlauferhitzer durch die Zapfleitung 18 zu dem Zapfventil
30. Es findet dabei eine N achwärmung des Speicherwassers statt, zugleich aber auch
eine Wassermengenregelung. Im gleichen Maße, wie nämlich das durch den Teil 28 der
Verbindungsleitung aus dem Speicher i ausfließende und in die obere Kammer strömende
Wasser kälter wird, zieht sich der Thermostat 15 zusammen und drosselt durch den
Ventilkörper 14 die zum Durchlauferhitzer fließende Wassermenge. Diese Drosselstelle,
die nach der Skala 17 einstellbar und außerdem temperaturabhängig veränderlich ist,
bestimmt den Einstellwert des Wassermengenreglers, dessen Regelventil 12 durch die
vorbelastete Membran i i gesteuert wird. Es fließt also unabhängig von schwankendem
Wasserdruck immer nur so viel Wasser zur Nachwärmung durch den Durchlauferhitzer,
daß die an der Skala 17 eingestellte Auslauftemperatur erreicht wird. Restliche
Schwankungen der Auslauftemperatur, die insbesondere durch Schwankungen des Gasdruckes
oder des Heizwertes verursacht werden, können durch den Wärmefühler i9 und den zugehörigen
Dehnungskörper 2o durch Veränderung der Gaszufuhr zum Brenner 5 beseitigt werden.
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Bei dem geschilderten Ausführungsbeispiel ist bemerkenswert, daß auch
bei der Nachwärmung, wenn das Wasser aus dem Speicher i oben austritt, ein von unten
nach oben gerichteter Durchlauf durch den Erhitzer stattfindet. Das hat den Vorteil,
daß auch beim Nachwärmen des Speicherwassers die üblichen Wärmeübertragungsverhältnisse
im Durchlauferhitzer vorliegen.