DE19533388A1

DE19533388A1 - Leitungs-Einbauteil zur Unterbrechung einer Warmwasser--Konvektionsströmung

Info

Publication number: DE19533388A1
Application number: DE19533388A
Authority: DE
Inventors: Fred Hoffmann; Wolfgang Weber; Guenther Witzel
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1995-09-09
Filing date: 1995-09-09
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2015-09-10
Also published as: DE19533388C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Leitungs-Einbauteil zur Unterbrechung einer Warmwasser-Konvektionsströmung von einem unter einer Zapfarmatur angeordneten Warmwasserspeicherheizgerät zu dieser mittels eines Siphons.

Eine derartige Einrichtung ist in der DE-AS 12 05 017 als Thermosiphon beschrieben. Durch eine solche Einrichtung ist vermieden, daß dann, wenn kein Wasser gezapft wird, Warmwasser unter Konvektionswirkung aus dem Warmwasserspeicherheizgerät zu der Zapfarmatur steigt. Denn dies wäre mit Wärmeverlusten verbunden.

In der DE 42 18 992 C2 ist eine solche Einrichtung als "Wärmebremse" beschrieben. Um Wärmeverluste weiter zu reduzieren, ist nach der DE 43 36 190 A1 die "Wärmebremse" innerhalb des Warmwasserspeichers angeordnet.

Bei den Bauweisen nach der DE 42 18 992 C2 und der DE 43 36 190 A1 ist der Durchflußquerschnitt im Bereich des Siphons verengt. Dies führt zu einer oft unerwünschten Drosselung der Wasserströmung und auch zu einer Geräuschentwicklung. Darüber hinaus können Kalkablagerungen den Strömungsquerschnitt weiter verengen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einbauteil der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem das Bauvolumen weitgehend als Strömungsraum ausgenutzt ist.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Einbauteil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein wasserführendes Aufnahmestück zwischen einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung einen Aufnahmeraum bildet und daß in den Aufnahmeraum ein Siphonkörper eingesetzt ist, der einen zur Eintrittsöffnung offenen Einlaufkanal und einen zur Austrittsöffnung offenen Auslaufkanal und dazwischen einen den Einlaufkanal und den Auslaufkanal verbindenden Umlenkkanal bildet.

Die Zweiteilung erlaubt es, den Siphonkörper so zu gestalten, daß er trotz kleiner Bauweise einen vergleichsweise großen Durchflußquerschnitt bildet. Vorzugsweise ist dieser gleich oder größer als der Querschnitt der Eintrittsöffnung bzw. Austrittsöffnung. Es ist damit eine unerwünschte Drosselung der Wasserströmung im Zapfbetrieb vermieden. Außerdem treten keine Fließgeräusche auf. Darüber hinaus ist auch die Gefahr von Kalkablagerungen im Siphonkörper deutlich herabgesetzt.

Günstig ist auch, daß sich baugleiche Siphonkörper in je nach dem Einbaufall unterschiedlichen Aufnahmestücken verwenden lassen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Leitungs-Einbauteil im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Siphonkörper in Aufsicht,

Fig. 3 den Siphonkörper in Seitenansicht,

Fig. 4 einen Querschnitt des Siphonkörpers längs der Linie IV-IV nach Fig. 5,

Fig. 5 einen Längsschnitt des Siphonkörpers längs der Linie V-V nach Fig. 2, entsprechend Fig. 1 und

Fig. 6 schematisch den Siphonkörper in weiteren Einsatzfällen.

Das Leitungs-Einbauteil nach Fig. 1 weist ein Aufnahmestück (1) auf, das sich aus einem Nippel (2) und einer Muffe (3) zusammensetzt. Das Aufnahmestück (1) bildet eine Eintrittsöffnung (4) und eine Austrittsöffnung (5). Konzentrisch zur Eintrittsöffnung (4) und zur Austrittsöffnung (5) besteht zwischen diesen ein Aufnahmeraum (6), der wasserdicht ist. Hierfür ist bei der Ausführung nach Fig. 1 bei einer Gewindeverbindung (7) zwischen dem Nippel (2) und der Muffe (3) ein Dichtring (8) vorgesehen.

Das Aufnahmestück (1) weist einerseits ein Innengewinde (9) und andererseits ein Außengewinde (10) auf, wobei es sich mit seinem Innengewinde (9) auf einen Auslaufstutzen eines Untertisch-Warmwasserbereiters aufschrauben läßt und mit seinem Außengewinde (10) eine zu einer Zapfstelle führende Warmwasserleitung verbindbar ist.

In den kreiszylindrischen Aufnahmeraum (6) ist ein Siphonkörper (11) eingeschoben. Der Siphonkörper (11) sitzt mit seiner Außenwandung (12) luft- und wasserdicht im Aufnahmeraum (6), so daß sich keine Nebenströmungen von der Eintrittsöffnung (4) zur Austrittsöffnung (5) ergeben. Hierfür ist die Außenwandung (12) außen mit Ringrippen (13) (vgl. Fig. 3, 5) versehen.

Der Nippel (2) und/oder die Muffe (3) können aus Metall oder zur thermischen Entkopplung zwischen dem Warmwasserspeicherheizgerät und der Zapfarmatur aus Kunststoff bestehen. Der Siphonkörper (11) ist ein einfach herstellbares einstückiges Kunststoff-Spritzgußteil.

In dem Siphonkörper (11) sind eine Innenwand (14) und eine Innenwand (15) ausgebildet. Die Innenwände (14, 15) verlaufen im Bereich des Mittelquerschnittes (vgl. Fig. 4, 5) parallel zueinander und gehen unten bzw. oben in Wölbungen (14′, 15′) in die Außenwandung (12) über. Dadurch sind im Siphonkörper (11) ein Einlaufkanal (16), ein Umlenkkanal (17) und ein Auslaufkanal (18) gebildet. Der Einlaufkanal (16) erweitert sich zur Eintrittsöffnung (4) hin. Der Auslaufkanal (18) erweitert sich zur Austrittsöffnung (5) hin. Im Querschnitts-Mittelbereich weisen der Einlaufkanal (16) und der Auslaufkanal (18) spiegelsymmetrisch die Form von Kreissegmenten auf, wogegen der dazwischenliegende Umlenkkanal (17) von den parallelen Innenwandungen (14, 15) begrenzt ist (vgl. Fig. 4).

In der zylindrischen Außenwandung (12) bestehen im Bereich des Umlenkkanals (17) aufgrund der einfachen Herstellung des Siphonkörpers (11) Öffnungen (19, 20). Diese stören nicht, weil der Siphonkörper (11) dicht im Aufnahmeraum (6) sitzt. Es erübrigen sich also Maßnahmen zum Verschließen der Öffnungen (19, 20).

Der Siphonkörper (11) ist auch bezogen auf seine Querachse symmetrisch gestaltet, so daß es bei der Montage nicht darauf ankommt, in welcher Richtung er in den Aufnahmeraum (6) eingeschoben wird.

An ihren Enden sind die Innenwände (14, 15) mit Rundungen (21, 22) versehen, die die Strömung begünstigen und Kalkablagerungen entgegenwirken. Die Wandstärken der Außenwandung (12) und der Innenwände (14, 15) sind im wesentlichen gleich und klein im Vergleich zum freien Strömungsquerschnitt.

In Fig. 4 ist der Querschnitt der Eintrittsöffnung (4) bzw. der Austrittsöffnung (5) strichliert dargestellt. Es ist ersichtlich, daß der freie Strömungsquerschnitt im Einlaufkanal (16), im Umlenkkanal (17) und im Auslaufkanal (18) jeweils größer ist als der Querschnitt der Eintrittsöffnung (4) bzw. der Austrittsöffnung (5). In den domartigen Übergangsbereichen (23) zwischen dem Umlenkkanal (17) und dem Einlaufkanal (16) bzw. dem Auslaufkanal (18), d. h. oberhalb der Rundung (21) bzw. unterhalb der Rundung (22) sind die Strömungsquerschnitte praktisch ebenso groß. Insgesamt erfolgt also im Siphonkörper (11) keine Drosselung der im Zapfbetrieb gewünschten Wasserströmung, keine Geräuschentwicklung und keine Kalkablagerung. Die Wölbungen (14′, 15′) begünstigen eine möglichst laminare Strömung und formen die domartigen Übergangsbereiche (23).

Die Funktionsweise läßt sich folgendermaßen erläutern:
Wird das Wasser im Heißwasserspeicherheizgerät erwärmt - solange kein Warmwasser gezapft wird -, dann entstehen Luftbläschen, die sich in dem domartigen Übergangsbereich (23) unterhalb der Wölbung (15′) sammeln und sich dort zu einem Luftpolster vereinigen. Dieses Luftpolster verhindert, daß Warmwasser in den Umlenkkanal (17) und den Auslaufkanal (18) eintritt und durch den Auslaufkanal (18) und die anschließende Warmwasserleitung zur Zapfarmatur gelangt und in der Warmwasserleitung und der Zapfarmatur abkühlen kann, was einen Wärmeverlust darstellen würde. Die Bildung des die Konvektionsströmung sperrenden Luftpolsters erfolgt sehr schnell, so daß die sonst mögliche Konvektionsströmung, die auf der Tatsache beruht, daß warmes Wasser nach oben steigt, schnell unterbrochen ist.

Bei der beschriebenen Einrichtung kommt es somit nicht unbedingt darauf an, daß allein aufgrund des hochsteigenden Warmwassers und einer entsprechenden engen Gestaltung des Siphons die Konvektionsströmung unterbrochen wird.

Der Siphonkörper (11) ist zum Einbau in verschiedene Aufnahmestücke geeignet. In Fig. 6 ist dies angedeutet. Fig. 6 zeigt den oberen Bereich eines Warmwasserspeicherheizgeräts (24) mit einem Warmwasserauslaufrohr (25) und einem Anschlußstutzen (26). Das Aufnahmestück (1) für den Siphonkörper (11) kann dabei vom Rohr (25) innerhalb des Warmwasserspeichers (24) (vgl. a) oder außerhalb des Warmwasserspeichers (24) (vgl. b) oder vom Anschlußstutzen (26) (vgl. c) oder von einer Leitung oberhalb des Anschlußstutzens (26) (vgl. d) gebildet sein, wobei letzteres dem Einsatzfall nach Fig. 1 ähnlich ist.

Claims

1. Leitungs-Einbauteil zur Unterbrechung einer Warmwasser-Konvektionsströmung von einem unter einer Zapfarmatur angeordneten Warmwasserspeicherheizgerät zu dieser mittels eines Siphons, dadurch gekennzeichnet, daß ein wasserführendes Aufnahmestück (1) zwischen einer Eintrittsöffnung (4) und einer Austrittsöffnung (5) einen Aufnahmeraum (6) bildet und daß in den Aufnahmeraum (6) ein Siphonkörper (11) eingesetzt ist, der einen zur Eintrittsöffnung (4) offenen Einlaufkanal (16) und einen zur Austrittsöffnung (5) offenen Auslaufkanal (18) und dazwischen einen den Einlaufkanal (16) und den Auslaufkanal (18) verbindenden Umlenkkanal (17) bildet.

2. Einbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Siphonkörper (11) im Bereich des Mittelquerschnitts der Einlaufkanal (16) ein Kreissegment und der Auslaufkanal (18) ein spiegelsymmetrisches Kreissegment bilden und zwischen diesen Kreissegmenten der Umlenkkanal (17) besteht.

3. Einbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte des Einlaufkanals (16), des Umlenkkanals (17) und des Auslaufkanals (18) an ihren engsten Stellen etwa gleich groß sind.

4. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte des Einlaufkanals (16), des Umlenkkanals (17) und des Auslaufkanals (18) an ihren engsten Stellen wenigstens gleich oder größer als die Eintrittsöffnung (4) bzw. die Austrittsöffnung (5) sind.

5. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkkanal (17) durch parallele Innenwände (14, 15) von dem Einlaufkanal (16) und den Auslaufkanal (18) getrennt ist.

6. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einlaufkanal (16) und der Auslaufkanal (18) zu der Eintrittsöffnung (4) bzw. der Austrittsöffnung (15) erweitern.

7. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung (12) des Siphonkörpers (11) beim Einlaufkanal (16) und beim Auslaufkanal (18) geschlossen und beim Umlenkkanal (17) offen ist.

8. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung (12) mittels angeformter Ringrippen (13) im Aufnahmeraum (6) wasser- und luftdicht sitzt.

9. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicken der Außenwandung (12) und der Innenwände (14, 15) des Siphonkörpers (11) im wesentlichen gleich sind.

10. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Innenwände (14, 15) kleiner als der Fließquerschnitt ist.

11. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (15) zwischen dem Einlaufkanal (16) und dem Umlenkkanal (17) einen domartigen Übergangsbereich (23) zur Sammlung eines Luftpolsters bildet.

12. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände (14, 15) an ihren Enden mit Rundungen (21, 22) versehen sind.

13. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Siphonkörper (11) ein Kunststoff-Spritzgußteil ist.

14. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmestück (1) aus einem Nippel (2) und einer Muffe (3) besteht.

15. Einbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmestück (1) von einem Auslaufrohr (25) oder von einem Anschlußstutzen (26) gebildet ist.