DE3323058A1

DE3323058A1 - Elektrischer durchlauferhitzer

Info

Publication number: DE3323058A1
Application number: DE19833323058
Authority: DE
Inventors: Ernst Ing.(Grad.) Appun; Hartmut Ing.(grad.) 3456 Eschershausen Bonatz; Baldur 3454 Bevern Friedrich; Karl Heinz Ing.(grad.) 3470 Höxter Jakal; Horst Dr.rer.nat. 3450 Holzminden Klages; Klaus-Dieter Ing.(Grad.) 3450 Holzminden Wahnschaffe
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1982-09-25
Filing date: 1983-06-27
Publication date: 1984-03-29
Also published as: GB2129108B; FR2533675A1; GB2129108A; US4584463A; ATA339483A; FR2533675B1; GB8325647D0; DE3323058C2; AT391202B

Description

Elektrischer Durchlauferhitzer

Die Erfindung betrifft einen Durchlauferhitzer mit einem Behälter, in dem ein elektrischer Heizkörper angeordnet ist und an dem ein Einströmstutzen für das zu beheizende Kaltwasser und ein Ausströmstutzen angeschlossen sind.

Ein derartiger Durchlauferhitzer ist in der Patentanmeldung P 32 18 863.3 beschrieben. Dort soll die Dampfbü asenbildung am Heizkörper durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des zu erwärmenden Wassers vermindert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Durchlauferhitzer der eingangs genannten Art die Strömung des Behälterwassers zu verstärken.

E^findungsfemäß wird obige Aufgabe bei einem Durchlauf-

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erhitzer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß im Behälter zwischen dem Heizkörper und der Behälterwand eine Leitwand vorgesehen ist, die einen ersten Teilraum von einem zweiten Teilraum, in dem der Heizkörper angeordnet ist, trennt, wobei die beiden Teilräume an beiden Enden zueinander offen sind und der Einströmstutzen am einen Ende in den zweiten Teilraum mündet und so gerichtet ist, daß der durch ihn eintretende Wasserstrahl Wasser aus dem ersten Teilraum saugt.

Dadurch ist eine gegenüber der üblichen Durchströmang des Behälters zusätzliche Wasserzirkulation im Zapfbetrieb gewährleistet. Es strömt also an dem Heizkörper nicht nur diejenige Wassermenge entlang, die durch den Einströmstutzen eintritt, sondern zusätzlich Wasser, das aus dem ersten Teilraum angesaugt ist. Die Beströmung des bzw. der Heizkörper ist dadurch verstärkt, was eine Verminderung der Dampfblasenbildung und damit auch der Geräuschentwicklung zur Folge hat.

Die zwangsweise Wasserzirkulation führt im Behälter zu einer gleichmäßigen Temperaturverteilung. Dies gestattet es, das Volumen des Behälters klein zu bemessen, vas einen kompakten Aufbau des Durchlauferhitzers begünstigt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Gefahr von Kalkablagerungen wesentlich herabgesetzt ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden

Teilräume oben und unten zueinander offen und der Einströmstutzen mündet unten in den Behälter. Dadurch ist erreicht, daß der durch den Heizkörper hervorgerufene thermische Wasserauftrieb und die durch die Wassereinströmung im zweiten Teilraum entstehende Strömung gleichgerichtet sind.

Ausgestaltungen der Erfindung, die die Strömung verbessern und einen kompakten Aufbau gestatten, ergeben sich aus den Unteransprüchen einzeln oder in Kombination,

Vorteilhafte Ausgangsbeispiele der Erfindung sind im folgenden boschrieben.

In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Durchlauferhitzers ,

Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II nach Fisjur 1,

Fdgur 3 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels,

Figur h einen Teilschnitt eines Behälters eines Durchlauferhitzers ,

Figur 5 eine Aufsicht auf den Behälter nach Figur 4,

Figur 6 eine Befestigung des Behälters nach Figur h an einem Gehäuse des Durchlauferhitzers,

Figur 7 einen Flansch des Behälters nach Figur 4 im Schnitt,

Figur 8 einen weiteren Schnitt des Flansches nach Figur 7 in einer zu Figur 7 senkrechten Schnittebene,

Figur 9 einen Distanzhalter für Heizkörper im Behälter nach Figur 4,

Figur 10 einen Ausströmstutzen des Behälters nach Figur k und

Figur 11 eine Alternative zum Ausströmstutzen nach Figur 10.

In einen zylindrischen Behälter 1 mündet unten ein Einströmstutzen 2. Oben ist an den Behälter 1 ein Ausströmstutzen 3 angeschlossen.

Der Einströmstutzen 2 liegt etwa in der Zylinderachse. XIm die Zylinderachse sind einige elektrische Heizkörper h gruppiert, welche sich parallel zur Zylinderachse erstrecken.

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Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der Einströmstutzen 2 als Wasserstrahlpumpe ausgebildet. Er weist hierfür eine Injektordüse 5 und ein Diffusorrohr 6 auf. Zwischen der Injektordüse 5 und dem Diffusorrohr 6 ist eine'ringförmige Ansaugöffnung 7 offen, die unten im Behälter 1 liegt.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren ist zwischen den Heizkörpern h und dem Behälter 1 ein zylindrisches Leitrohr 8 angeordnet. Dieses bildet einen im Querschnitt ringförmigen ersten Teilraum 9» der sowohl obon als auch unten zum Behälter 1 im übrigen bzw. zu einem zweiten Teilraum 9^f offen ist, in dem die Heizkörper h angeordnet sind.

In den Figuren 3 ff ist der Einströmstutzen 2 von einer Venturidüse 10 gebildet. An diese ist ein Differenzdruckschalter 11 angeschlossen, welcher die Heizkörper K schaltet. Die Venturidüse 10 weist eine Verengung 12 auf. Wird die Venturidüse 10 von Kaltwasser durchströmt, baut sich vor der Verengung 12 - in Strömungsrichtung gesehen ein höherer Druck und im Bereich der Verengung 12 ein niedrigerer Druck auf. Durch die Druckdifferenz wird der Differenzdruckschalter 11 geschaltet.

In Strömungsrichtung gesehen schließt sich an die Verengung 12 der Venturidüse 10 eine Erweiterung 13 an. Diese liegt im Innern des Behälters 1. Die Erweiterung entspricht in ihrer Funktion der Injektordüse 5 nach Fi^ur 1, Die Ansaugöffnung 7 ist bei den Ausführungsbei-

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spielen der Figuren 3 f& von dem Abstand zwischen der Erweiterung 13 und dem unteren Rand des Leitrohres 8 gebildet.

¥ie in Figur 4 gezeigt, trägt der Behälter 1 ein oberes Flanschstück Ik und ein unteres Flanschstück 15. Am oberen Flanschstück 14 sind sechs haarnadeiförmig gebogene Heizkörper k gehalten. Auf sie sind Distanzhalter aufgeschoben. Ein solcher Distanzhalter 16 ist in Figur gezeigt. Der Distanzhalter 16 weist verbundene Rin^e 17 auf, die über die Heizkörper k zu schieben sind. Er ist mit Nasen 18 versehen, welche das Leitrohr 8 halten. Außerdem sind an ihm Schrägflächen 19 ausgebildet, welche eine gewisse Rotation der ¥asserströmung um die Zylinderachse hervorrufen. Elektrisch sind die Heizkörper '4 mit drei Formstücken 20 im Dreieck verbunden, welche an Pole R, S und T eines Dreileiter-Versorgungsnetzes angeschlossen sind (vgl. Figur 5).

Das Flanschstück Ik ist mittels eines Gegenringes 21 an einer Stufung7aes Behälters 1 gehalten. In der Stufung liegt ein Dichtring 23. Der Behälter 1 ist in einem Gehäuse 2k des Durchlauferhitzers befestigt. Hierfür ist am Gegenring 21 ein Fortsatz 25 und an der Rückwand des Gehäuses 2k eine Aufnahme 26 vorgesehen. Der Behälter 1 hängt dadurch an der Rückwand. Unten am Gehäuse 2k ist ein Winkel 27 angeordnet, Das untere Flanschstück 15 weist eine Gewindebohrung 28 auf, mittels der das Flanschstück 15 an den Winkel 27 geschraubt ist.

Das Flanschstück 15 ist ein Gesenkschmiedeteil (vgl.

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Figuren 7 und 8). In ihm ist die Venturidüse 10 ausgebildet. Es weist Bohrungen 29 und 30 für den hochdruckseitigen bzw. niederdrückeeitigen Anschluß des Differenzdruckschalters 11 auf. An ein Gewinde 31 ist die Kaltwasserleitung anzuschließen. Ein Bypass 32 erlaubt die Einstellung des Druckes, bei dem der Differenzdruckschalter 11 schaltet. Der Bypass 32 mündet wie die Venturidüse 10 in den Teilraum 9¹·

Um den Anschluß der Heizkörper 4 am oberen Flanschstück nicht zu behindern, ist der Ausströmstutzen 3 bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren h f£· seitlich am Behälter 1 angeordnet. Bei der Ausführung nach Figur 10 ist eine Buchse 33 an einen Durchzug 3¹^ des Behälters 1 angebördelt. Ein Ausströmrohr 35 weist einen durch Stauchen entstandenen Wulst 36 auf. Dieser wird von einer in die Buch.se 33 geschraubten Schraube 37 gegen einen Dichtring 38, der an der Umbördelung 39 anliegt, gedrückt. Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 11 sind anstelle der Buchse 33 und der Schraube 37 Stanzteile 40 und 4i verwendet, die mittels Schrauben k2 gegeneinander verspannt sind und die Dichtung herstellen. Ein gelochter Kunststoff einsät ζ 43 erzeugt im Behälter 1 einen Staudruck.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Durchlauferhitzer ist etwa folgende:

Die sich im Behälter 1 einstellende Wasserströmung ist in den Figuren 1 und 3 mit Pfeilen dargestellt. Tritt Kaltwasser durch den Einströmstutzen 2 in den Behälter 1

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ein, dann entsteht an der Ansaugöffnung 7 eine Sogvirkung. Es wird damit bereits im Behälter 1 befindliches
Wasser angesaugt und von dem durch den Einströmstutzen 2 eingespritzten Wasser mitgerissen. Die Temperatur dieses so entstehenden Mischstromes liegt zwischen der des eingespritzten Kaltwassers und der des durch die Ansatigöffnung 7 aus dem ersten Teilraum 9 angesaugten Wassers, welche regelmäßig höher als die des Kaltwassers is¹;· Die Heizkörper k werden von dem Mischstrom beaufschlagt.
Aufgrund der genannten Mischtemperatur sind die Heizkörper k somit von vorgewärmtem Wasser beaufschlagt.
Dadurch und durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Mischstromes sowie dessen gegenüber dem durch den Einströmstutzen 2 eintretenden Wasservolumens vergrößertes Volumen ist eine Dampfblasenbildung an den Heizkörpern k herabgesetzt. Der nach oben gerichtete Wasserstrom verläßt den Behälter 1 durch den Ausströmstutzen 3 teilweise. Teilweise kehrt er um und wird im Teilraum 9 zur Ansaugöffnung 7 zurückgesaugt. Dasselbe Wasservolumen zi'sht also mehrfach an den Heizkörpern k vorbei. Wie bei Durchlauferhitzern üblich, ist der durch den Einströmstutzen 2
eintretende Kaitwasser-Volumenstron gleich dem durch den Ausströmstutzen 3 austretenden Heißwasser-Volumensfcrom.
Durch die Erfindung wird praktisch ein zusätzlicher, an den Heizkörpern k vorbeiströmender Volumenstrom geschaffen. Es ist damit erreicht, daß sich unten im Behälter 1 absetzender Kalk oder Wasserstein nicht festsetzt, sondern mitausgespült wird.

Das Volumen des Behälters 1 sollte so groß ausgelegt

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werden, daß die nach dem Abschalten der Heizkörper h und der Wasserströmung noch erfolgende Nacherwärmung nicht zu einer Überhitzung führt.

Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise möglich, das Diffusorrohr 6 direkt mit dem Leitrohr 8 zu verbinden, so daß der Ringraum 9 unten direkt in die Ansaugöffnung übergeht. Bei den Ausführungsbexspxelen nach den Figuren 3 f,f. entfällt das Diffusorrohr 6 völlig. Es ist nicht notwendig, den Einströmstutzen 2 als Injektordüse oder , Venturidüse auszubilden. Auch mit einer einfachen Rohrmündung läßt sich die gewünschte Ansaugwirkung erreichen. Anstelle des Leitrohrs 8 genügt auch eine ebene ¥andung, die im Behälter 1 einen hexzkorperfrexen Teilraum 9 schafft, durch die Behälterwasser durch das frisch einströmende Wasser vom einen Ende zum anderen Ende zurückgesaugt wird.

Es ist weiterhin möglich, das Leitrohr 8 längs seiner Ebene mit Durchbrechungen zu versehen, durch die dann Wasserteilströme z\iischen den Teilräumen 9 und 9' zirkulieren.

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Claims

23.6.1983 Ansprüche

[T,j Durchlauferhitzer mit einem Behälter, in dem ein elektrischer Heizkörper angeordnet ist und an den ein Einströmstutzen für das zu beheizende Kaltwasser und ein Ausströmstutzen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (i) zwischen dem Heizkörper (k) und der Behälterwand eine Leitwand (δ) vorgesehen ist, die einen ersten Teilraum (9) von einem zweiten Tailraum (9')» in dem der Heizkörper (U) angeordnet ist, trennt, wobei die beiden Teilräume (9» 9') an beiden Enden zueinander offen sind und der Einströmstutzen (2) am einen En ie in den zweiten Teilraum (9¹) mündet und so gerichtet Lst, daß der durch ihn eintretende Ifasserstrahl Wasser lus dem ersten Teilraum (9) saugt,

2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilräume (9, 9') oben und unten zueinander offen sind und daß der Einströmstutzen (2) unten in den Behälter (1) mündet.

3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwand als zum Behälter (1) koaxiales Leitrohr (8) ausgebildet ist,

U, Durchlauferhitzer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmstutzen (2) koaxial zum Leitrohr (8) in den Behälter (1) mündet.

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5· Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmstutzen (2) als Wasserstrahlpumpe ausgebildet ist, die aus dem Behälter (1) selbst Wasser ansaugt.

6. Durchlauferhitzer nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlpumpe von einer Injektordüse (5)» durch die das Kaltwasser zugeführt wird, und einem Diffusorrohr (6) gebildet ist.

7. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmstutzen (2) als Venturidüse (10) ausgebildet ist, in deren Verengung (12) der Niederdruck für einen Differenzdruckschalter (11) abgegriffen wird.

8. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse (10) an einem Flanschstück (15) ausgebildet ist, die den Behälter (1) verschließt,

9. Durchlauferhitzer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bypass (32) zur Venturidüse (io) im Flanschstück (15) ausgebildet ist.

1t. !Durchlauferhitzer nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschstück (15) als-unteres PI¹ anschstück an einem Gehäuse (24) des Behälters (1) befestigt ist und ein oberes Flanschstück (i4) des B'hälters (i) an das Gehäuse (2k) gehängt ist.

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3:- 2 3 O 5

11. Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Distanzhalter (i6) vorgesehen ist, der die Heizkörper (4) untereinander beabstandet hält und das Leitrohr (8) an diesen hält, wobei die Heizkörper (k) an einem der Flanscistücke (i4, 15) befestigt sind.

12. Durchlauferhitzer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzhalter (16) Schrägflächen (i9) zur Lenkung der ¥asserströmung aufweist.

13· Durchlauferhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausströmstutzen (3) von einer bzw. einem an den Behälter (1) angebördelten Buchse (33) bzw. Stanzteil (ko) und einem an dieser bzw. diesem gehaltenen Ausströmrohr (35) gebildet ist.