DE4308770C2 - Steuerapparat einer Heißwasserversorgung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchlauferhitzer umfassend:
einen brennerbeheizten Wärmetauscher in einem Hauptwärmekreislauf,
eine zum Wärmetauscher parallel liegende Bypassleitung,
eine Eingabevorrichtung zum Vorbestimmen einer gewünschten Temperatur des ausfließenden Wassers, und
einen Regler zum Halten der Temperatur des auslaufenden Wassers auf der vorbestimmten Temperatur durch Anpassen der Brennerleistung.

Der Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, ist der der JP-3-186 150 A. Die dort beschriebene Steuerung re­ gelt die Wärme des austretenden Wassers durch eine direkte Messung der Temperatur desselben und durch Vergleichen der Meßtemperatur mit der vor­ gegebenen Temperatur. Dieser Vergleich resultiert in einer entsprechenden Regelung der Menge kalten Wassers, welches über einen Bypass dem heißen Wasser des Wärmetauschers zutritt und sich mit diesem vermischt. Hierdurch ist es möglich, zu verhindern, daß beim Öffnen des Auslaßventils plötzlich hei­ ßes Wasser, welches infolge des ja nach wie vor auftretenden Nachheizphä­ nomens vorliegt, austritt. Auf diese Weise kann gleichermaßen auch das Phä­ nomen des zeitweiligen Kaltwasserflusses unterbunden werden.

Aus der dem Stand der Technik bekannten Steuerung des Kaltwasserflusses, der vom Hauptzufluß zum Wärmetauscher abgezweigt wird, ergibt sich nun das Problem, daß infolge der Verringerung des Hauptleitungsflusses dieser Was­ serdurchfluß unzureichend wird, was dazu führt, daß das wenige fließende Wasser bedingt durch die Wärmeleistung des Wärmetauschers übermäßig er­ wärmt wird. Auf diese Weise überhitzt sich das im Wärmetauscher befindliche Wasser, so daß eine exakte Temperatursteuerung bzw. eine 100%ige Ver­ hinderung des Austretens überheißen Wassers nicht möglich ist.

Ein Ziel dieser Erfindung ist es, einen Durchlauferhitzer zu schaffen, bei wel­ chem ein Überhitzen des Wassers in der Hauptleitung in einem Wärmetau­ scher aufgrund zu geringem Wasserfluß in der Wärmetauscherleitung verhin­ dert ist.

Um dieses Ziel zu erreichen, schlägt diese Erfindung bei einem Durchlauferhit­ zer vor, daß ein Durchflußverhältnisteller gleichzeitig den Öffnungsgrad eines ersten Regelventiles, das im Hauptwärmekreislauf angeordnet ist, und eines zweiten Regelventiles, das in der Bypassleitung angeordnet ist, mittels einer Antriebseinrichtung ändert und daß ein Ventil im Durchflußverhältniseinsteller installiert ist zum Aufrechthalten einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem Wassereinlauf und dem Auslauf zur Bypassleitung.

Die Funktionen des Steuerapparates werden erklärt. Die Temperatur des aus der Heißwasserversorgung ausströmenden Wassers wird auf einer vorbe­ stimmten Temperatur durch den Verhältnisregler beibehalten, welcher die Brennerverbrennungsleistung gemäß dem Unterschied zwischen der festge­ setzten Temperatur und der Auslaufwassertemperatur regelt. In diesem Zu­ stand bestimmt die Signalausgabevorrichtung die Öffnungsgrade des ersten und zweiten Regelventiles, so daß die Temperatur des Wassers am Ausgang des Wärmeaustauschers höher ist, als die des Einlaufwassers mit einer be­ stimmten Temperatur.

Ausgenommen einen Fall, bei welchem die Temperatur des Einlaufwassers zu niedrig und die vorbestimmte Temperatur zu hoch ist, ist es wünschenswert, den Hauptkreislaufdurchfluß bei einer konstanten Menge zu halten, ungeachtet des Durchflusses des Überstromkanalkreislaufes, um die Wassertemperatur am Ausgang des Wärmeaustauschers auf einer vorgeschriebenen Temperatur zu halten, welche um eine gewisse Temperatur höher ist als die Einlaufwasser­ temperatur.

Dann steigt der Widerstand an der Einleitung so sehr, daß der Hauptkreislauf­ durchfluß geschwächt werden würde, selbst wenn die Druckdifferenz zwischen dem Einlaufbereich und der Einleitung durch das Wasserventil als ein kon­ stanter Wert gehalten wird. Der Öffnungsgrad des ersten Regelventiles jedoch soll erhöht werden, da das Überstromkanaldurchflußverhältnis den Wert er­ reicht hat. Die Zunahme der Öffnung des ersten Regelventiles hebt die Ten­ denz der Verringerung des Hauptkreislaufdurchflusses auf. Demzufolge wird der Durchfluß des Hauptkreislaufes konstant gehalten. Da der Hauptwärme­ kreislauf einen ausreichenden Fluß beibehält, kann einer Überhitzen einer sehr kleinen Wassermenge in dem Wärmeaustauscher durch die Restwärme ver­ mieden werden. Der kräftige Fluß des Hauptkreislaufes verhindert das Nach­ heizphänomen perfekt. Weiterhin kann solch ein stationärer, stabiler Zustand schnell geschaffen werden, wenn die Heißwasserversorgung wieder gestattet wird.

Diese Erfindung wird weitergehend erklärt unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen, die Ausführungsformen dieser Erfindung offenbaren.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Grundstruktur eines erfin­ dungsgemäßen Steuerapparates für eine Heißwasserversor­ gung.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform dieser Erfindung.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer einheitlichen Struktur eines ersten Regelventiles und eines zweiten Regelventiles.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des ersten Regelventiles.

Fig. 5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einem Drehwinkel einer Ventilwelle und den Durchflüssen eines Hauptkreislaufes und eines Überstromkanalkreislaufes zeigt, wenn das erste Regelventil und das zweite Regelventil simultan eingestellt sind.

Fig. 6 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Ventilwelle (Schraubenschaft) und dem Durchflußverhältnis des Oberstromkanalkreislaufes zum Hauptkreislauf zeigt.

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm eines Gasmengenverhältnisreglers.

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm einer Signalausgabevorrichtung.

Fig. 9 ist eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels eines ersten Regelventiles.

Fig. 10 ist eine Schnittansicht von Fig. 9 entlang der Linie X-X.

Eine Grundstruktur eines Steuerapparates ist in Fig. 1 gezeigt. Ein Hauptwär­ mekreislauf (1) und ein Überstromkanalkreislauf (2) sind Rohre zum Wasser leiten. Das Wasser wird an der Ableitung in den Haupt- und Überstromkanal­ kreislauf geteilt. Das Teilungsverhältnis des Hauptkreisflusses wird von einem Durchflußverhältniseinsteller (3) bestimmt. Ein Wasserventil (4) ist an einem oberen Wasserlauf der Ableitung installiert. Der Hauptwärmekreislauf (1) ist mit einem Wärmeaustauscher (10) ausgestattet, welcher von einem Gasbrenner (B) geheizt wird. Die Verbrennungsleistung des Gasbrenners wird mittels eines Gasmengenverhältnisventiles (G) verändert. Ein erstes Regelventil (31) ist im Hauptwärmekreislauf (1) installiert. Ein zweites Regelventil (32) ist in dem Über­ stromkanalkreislauf (2) installiert. Der Durchflußverhältniseinsteller (3) beinhal­ tet eine Signalausgabevorrichtung (30) und eine Antriebseinrichtung (M) zum Verändern der Öffnungsgrade des ersten Regelventils (31) und des zweiten Regelventils (32). Ein Gasmengenverhältnisregler (C) steuert die Brennerleis­ tung über ein Gasmengenverhältnisventil (G) durch Vergleichen der Tempera­ tur des Heißwassers am Unterlauf einer Einleitung des Haupt- und Über­ stromkanalkreislaufes mit einer vorbestimmten Temperatur.

Um die vorgenannten Ziele zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Er­ findungsziel werden die Ausführungsformen hierin grob beschrieben.

Fig. 2 offenbart eine Ausführungsform dieser Erfindung. Ein Wassereinlaufkreis­ lauf (40) wird an einer Ableitung in einen Hauptwärmekreislauf (1), beinhaltend einen Wärmeaustauscher (10) und einen Überstromkanalkreislauf (2) ohne ei­ nen Wärmeaustauscher aufgeteilt. Ein Durchflußverhältniseinsteller (3), instal­ liert an der Ableitung der Kreisläufe, verteilt das Einlaufwasser auf den Hauptwärmekreislauf (1) und den Überstromkanalkreislauf (2). Ein Einlauf­ wassertemperaturfühler (T₀) ist an dem Wassereinlaufkreislauf (40) eingerich­ tet, um die Temperatur des Einlaufwassers zu messen. Ein Auslaufwassertem­ peraturfühler (T₂) ist an einem Unterlauf einer Einleitung der Haupt- und Über­ stromkanalkreisläufe angeordnet, um die Temperatur des von der Versorgung aufbereiteten Heißwassers zu überwachen. Die Verbrennungsleistung des Gasbrenners (B), der den Wärmeaustauscher (10) heizt, wird mittels eines Gasmengenverhältnisventils (G) reguliert. In der Ausführungsform wird ein Rückkoppelungstyp des Gasmengenverhältnisreglers, wie in Fig. 7 gezeigt, verwendet. Eine Temperatureingabevorrichtung setzt eine gewünschte Tempe­ ratur des Auslaufheißwassers nach Willkür eines Verwenders fest. Durch Ver­ gleichen der aktuellen Auslaufwassertemperatur, überwacht von dem Aus­ laufwassertemperaturfühler (T₂), mit der vorbestimmten Temperatur in der Temperatureingabevorrichtung (S) berechnet der Gasmengenverhältnisregler (C) einen optimalen Öffnungsgrad des Gasmengenverhältnisventiles (G) und gibt dem Gasmengenverhältnisventil (G) ein Signal entsprechend dem berech­ neten Öffnungsrad. Eine detaillierte Beschreibung der Beziehung zwischen dem Gasmengenverhältnisventil und der Brennerleistung wird übergangen, da sie dem Kundigen bekannt ist.

Der wichtigste Teil des Ausführungsbeispieles ist der Durchfluß­ verhältniseinsteller (3). Der Durchflußmengeneinsteller (3) umfaßt eine An­ triebseinrichtung (M) und eine Signalausgabevorrichtung (30). Die Antriebsein­ richtung (M) treibt gleichzeitig ein erstes Regelventil (31), welches den Öff­ nungsgrad eines Einlasses (11) des Hauptwärmekreislaufes (1) festsetzt und ein zweites Regelventil (32), das den Öffnungsgrad eines Einlasses (21) des Überstromkanalkreislaufes (2) bestimmt. Die Signalausgabevorrichtung (30) versorgt die Antriebseinrichtung (M) mit einem Antriebssignal durch Einbe­ ziehen der Einlaufwassertemperatur des Fühlers (T₀), der Aus­ laufwassertemperatur des Fühlers (T₂) und der vorbestimmten Temperatur der Temperatureingabevorrichtung (S). Ein integriertes Ventil (V) enthält das erste Regelventil (31), das zweite Regelventil (32) und ein Wasserventil (4). Das Wasserventil (4) besitzt einen ersten Hohlraum (43a), einen zweiten Hohlraum (43b), eine Membran (42), die die Hohlräume (43a) und (43b) trennt, eine Fe­ der (44), die die Membran in Richtung des zweiten Hohlraums (43b) drückt, ein Ventilelement (46), welches an der Membran (42) angeordnet ist und eine ko­ nische Feder (45) zum Auflagern des Ventilelements (46). Der erste Hohlraum (43a) steht mit dem Überstromkanalkreislauf (2) über einen Durchgang (43) in Verbindung. Der zweite Hohlraum (43b) steht sowohl mit einem Einlaß (41) des integrierten Ventils (V), der dem Wassereinlaufkreislauf (40) nachfolgt und ei­ nem zylindrischen Ventilraum (33), der zu dem Haupt- und Überstromkreisläu­ fen (1) und (2) führt, in Verbindung. Der Ventilraum (33) enthält das erste und zweite Regelventil (31) und (32). Da die Federkraft der Federn mit der Druckdif­ ferenz zwischen dem ersten und zweiten Hohlraum (43a) und (43b) im Gleich­ gewicht ist, wird die Druckdifferenz zwischen dem Wassereinlaufkreislauf (40) und dem Überstromkanalkreislauf (2) von dem Wasserventil (4) als konstanter Wert gehalten. So lange die hydraulische Stauwirkung von dem zweiten Hohl­ raum (43b) zu der Einleitung (N) konstant ist, wird der Heißwasserdurchfluß konstant beibehalten, ungeachtet der Fluktuation des Ausgangsdruckes des Einlaufkreislaufes (40).

Wie in Fig. 3 gezeigt, werden das erste Regelventil (31) und das zweite Regel­ ventil (32) von einer Ventilwelle (34), welche sich in dem zylindrischen Ventil­ raum (33) in Längsrichtung bewegen kann, gemeinsam angetrieben. Die Ven­ tilwelle (34) besitzt einen Schraubenteil (35) an einem Ende, welcher in eine Mutterschraube, gebildet an einer Innenfläche eines Loches (39) des Ventiles (V) eingreift. Die Antriebseinrichtung (M), die an einem Flansch (38) um das Loch (39) befestigt ist, besitzt eine Kraftabgabewelle (37), welche an den Schraubenteil (35) der Ventilwelle (34) gekoppelt ist. Nur eine Drehung kann von der Antriebseinheit auf die Ventilwelle (34) übertragen werden, jedoch wird keine axiale Verschiebung gegeneinander übertragen, da die Ventilwelle (34) an der Kraftabgabewelle (37) nicht befestigt ist. Wenn die Ventilwelle (34) von der Antriebseinrichtung (M) gedreht wird, bewegt sich die Ventilwelle (34) ebenso in der axialen, länglichen Richtung durch die Schraubenkupplung, ob­ wohl die Kraftabgabewelle (37) der Antriebseinheit (N) nicht in Längsrichtung verschoben wird. Die Ventilwelle (34) nämlich dreht und rückt vor oder zurück zur selben Zeit. Das erste Regelventil (31) ist im wesentlichen ein Ventilele­ ment, das an der Ventilwelle (34) befestigt ist. Das erste Regelventil (31) be­ wegt und dreht sich in dem zylindrischen Ventilraum (33) in Nähe des Einlasses (11) des Hauptwärmekreislaufes (1). Die Drehung und Verschiebung des er­ sten Regelventils (31) ändert den Öffnungsgrad des Hauptwärmekreislaufes (1). Manches Mal ist der Einlaß (11) vollständig abgedrosselt. Ein anderes Mal ist der Einlaß (11) offen. Der Öffnungsgrad kann kontinuierlich mit dem ersten Regelventil (31) kontrolliert werden. Das zweite Regelventil (32) ist ein koni­ sches Ventilelement, das verschiebbar der Ventilwelle (34) aufgepaßt ist. Das zweite Regelventil (32) dreht und verschiebt sich ebenso mit der Ventilwelle (34), wenn es von einem Ventilsitz getrennt wird.

Das erste Regelventil (31) besitzt, wie in Fig. 4 gezeigt, eine zylindrische Man­ telfläche, eine äußere ringförmige Grundfläche und eine innere Schrägfläche, welche in Axialrichtung geneigt ist. Die Weite der Drehung der Kraftabga­ bewelle (37) (das ist die Ventilwelle (34)) der Antriebseinrichtung (M) ist inner­ halb von 270° beschränkt. Die innere Schrägfläche und die zylindrische Man­ telfläche ändern den Öffnungsgrad des Hauptwärmekreislaufes (1) entspre­ chend der Drehung der Ventile (34) durch Änderung der von der zylindrischen Mantelfläche des ersten Regelventils (31) eingeschlossenen Fläche. Wenn der Drehwinkel der Ventilwelle (34) von 0° bis 90° zunimmt, nimmt der Fluß am Einlaß (11) zum Hauptkreislauf (1) von einem definierten Anfangswert zu einem anderen definierten Wert proportional zu, wie anhand Fig. 5 gezeigt. Wenn der Drehwinkel der Ventilwelle (34) zwischen 90° und 270° sich ändert, wird der Fluß am Einlaß (11) als konstanter Wert gehalten. Die gestrichelte Linie 1 stellt den Öffnungsgrad des ersten Regelventils (31) dar.

Fig. 3 zeigt das erste Regelventil (31) und das zweite Regelventil (32) gemein­ sam in einem Gehäuse in dem Fall, daß der Drehwinkel der Ventilwelle (34) der Antriebseinrichtung M 90° beträgt. Ein flacher Abschnitt (310) und ein schräger Abschnitt (314) sind am Ende des ersten Regelventils (31) ausgebildet (vgl. Fig. 4). Der flache Abschnitt (310) ist in drei Teile untergliedert: Einem Anfangsab­ schnitt (311), einem Mittelabschnitt (312) und einem Endabschnitt (313). Wenn die Ventilwelle von 0° auf 90° dreht, steht ein Teil des flachen Abschnitts (310) zwischen dem Anfangsabschnitt (311) und dem Mittelabschnitt (312) dem Ein­ laß (11) gegenüber. Und wenn die Ventilwelle der Antriebseinrichtung M von 90° auf 180° dreht, steht ein anderer Teil des flachen Abschnitts (310), nämlich zwischen dem Mittelabschnitt (312) und dem Endabschnitt (313), dem Einlaß (11) gegenüber. Wenn der Drehwinkel 180° übersteigt, steht der schräge Ab­ schnitt (314) dem Einlaß (11) gegenüber, und der Öffnungsgrad des ersten Re­ gelventils (31) nimmt verhältnismäßig stark zu. Wenn das Auslaufventil (J), das in dem Auslaßkreislauf installiert ist, vollständig geöffnet ist, ändert sich deshalb der Durchfluß des Hauptkreislaufes (1) wie die gestrichelte Linie 1, gemäß der Drehung der Ventilwelle (34).

Auf der anderen Seite besitzt das zweite Regelventil (32), wie in Fig. 3 gezeigt, eine konische Mantelfläche, welche dicht in einen Ventilsitz, der in dem Ventil­ raum (33) ausgebildet ist, einpassen kann. Der Überstromkanalkreislauf (2) liegt in einem Unterlauf des Ventilsitzes. Der Durchfluß des Überstromkanal­ kreislaufes kann durch die Bewegung des zweiten Regelventiles (32) geändert werden. Das zweite Regelventil (32) ist nicht an der Ventilwelle (34) befestigt, sondern verschiebbar zusammengesetzt. Der Ventilsitz gibt den Einlaß (21) des Überstromkanalkreislaufes (2) vor. Der Gesamthub der Schiebevorrichtung des zweiten Regelventils (32) ist auf ein Drittel der Gesamtverschiebung der Ventil­ welle (34) ausgelegt. Das zweite Regelventil (32) wird federnd in Richtung des Einlasses (21) von einer Feder (36) gedrückt, deren anderes Ende von dem ersten Regelventil (31) gehaltert wird. Die Stirn des zweiten Regelventils (32) ist konisch. Ein scheibenförmiger Flansch folgt der konischen Stirn. Der Durch­ messer des Flansches ist größer als der Innendurchmesser des Ventilsitzes vor dem Einlaß (21). Wenn der Drehwinkel der Ventilwelle (34) 0° ist, wird die Fe­ der (36) um ein Drittel des Gesamthubes der Ventilwelle (34) durch den zwi­ schen dem Ventilsitz und dem zweiten Regelventil (32) wirkenden Druck ver­ kürzt. Wenn der Drehwinkel der Ventilwelle (34) sich von 0° bis 90° ändert, schließt das zweite Regelventil (32) den Überstromkanalkreislauf (2) dicht. Wenn der Drehwinkel der Ventilwelle (34) von 90° auf 270° zunimmt, trennt sich das zweite Regelventil (32) allmählich von dem Ventilsitz und der Öff­ nungsgrad des Überstromkanalkreislaufes (2) wird im Verhältnis zu dem von 90° abweichenden Drehwinkel vergrößert. Der Öffnungsgrad des zweiten Re­ gelventiles (32) wird durch die zweifach gestrichelte Linie 2 in Fig. 5 dargestellt. Demzufolge ändert sich der Durchfluß des Überstromkanalkreislaufes (2) ähn­ lich der doppelt gestrichelten Linie 2, wenn das Auslaufventil (J) des Aus­ laßkreislaufes völlig geöffnet ist.

Das erste Regelventil (31) und das zweite Regelventil (32) weisen die Öff­ nungsgrade der gestrichelten Linie 1 und der doppelt gestrichelten Linie 2 dem Hauptwärmekreislauf (1) und dem Überstromkanalkreislauf (2) in Antwort auf die Änderung des Drehwinkels der von der Antriebseinrichtung (M) verstellten Ventilwelle (34) zu. Wenn das Auslaßauslaufventil (J) vollständig geöffnet ist, ist der Durchfluß jedes Kreislaufes im Verhältnis mit dem Öffnungsgrad dessen. Demzufolge ändert sich der Gesamtfluß des Heißwassers, wie durch die durchgezogene Linie 3 dargestellt, gemäß der Drehung der Ventilwelle (34). Die durchgezogene Linie 3 ist eine Summe der gestrichelten Linie 1 und der doppelt gestrichelten Linie 2. Die langsamere Zunahme des Gesamtflusses zwischen 0° und 90° des Drehwinkels resultiert aus einer ähnlichen Zunahme des Hauptdurchflusses. Die schnellere Zunahme des Gesamtflusses zwischen 90° und 270° wird im Gegensatz dazu durch die rapide Zunahme des Über­ stromkanaldurchflusses verursacht. Demgemäß beträgt durch die Aktionen des Wasserventils (4), des ersten Regelventils (31) und des zweiten Regelventils (32) der Gesamtfluß, wie in Fig. 5 gezeigt, 8,5 l/min, wenn der Drehwinkel der Ventilwellen der Antriebseinrichtung M 0° beträgt. Und wenn der Drehwinkel 270° beträgt, liegt ein Fluß von 24 l/m in vor. Das Durchflußverhältnis des Überstromkanalkreislaufes (2) zum Hauptwärmekreislauf (1), das ist das Über­ stromkanaldurchflußverhältnis, ändert sich wie die durchgezogene Linie 3 in Fig. 5, ungeachtet des Öffnungsgrades des Auslaßauslaufventiles (J). Daß die Stabilität des Überstromkanaldurchflußverhältnisses ungeachtet des Zustandes des Auslaufventiles (J) ist, wird von der Tatsache verursacht, daß das Wasser­ ventil (4) die Differenz der Drucke zwischen dem Wassereinlaufkreislauf (40) und der Einleitung (N) ungeachtet der Fluktuation des Drucks des Wasserein­ laufkreislaufes (40) beibehält. Demzufolge wird das Verhältnis des Überstrom­ kreislaufes (2) zum Hauptwärmekreislauf (1) ausschließlich von der An­ triebseinrichtung (M) bestimmt, welche gleichzeitig das erste Regelventil (31) und das zweite Regelventil (32) bewegt.

Danach wird nun die Signalausgabevorrichtung (30) erklärt. Wie in Fig. 8 dar­ gestellt, weist die Signalausgabevorrichtung (30) einen ersten Rechner (30a), einen zweiten Rechner (30b) und einen Drehwinkelbestimmer (30C) auf. Von dem Einlaufwassertemperaturfühler (T₀) die Einlaufwassertemperatur (T₀ i) und von der Temperatureingabevorrichtung (S) die vorbestimmte Temperatur (S₁) erhaltend, addiert der erste Rechnung (30a) 50°C zu der Einlaufwasser­ temperatur (T₀₁) und zieht die vorbestimmte Temperatur (S₁) von der Summe (50°C + T₀₁) ab. Der erste Rechner (30a) erhält demzufolge (T₀₁ + 50°-S₁). Der zweite Rechner (30b) zieht die Einlaufwassertemperatur (T₀₁) von der vor­ bestimmten Temperatur (S₁) ab und erhält die Differenz (S₁-T₀₁). Von dem ersten und zweiten Rechner (T₀₁ + 50°C-S₁) und (S₁-T₀₁) erhaltend, be­ rechnet der Drehwinkelbestimmer (30c) einen erwünschten Drehwinkel der Ventilwelle (34). Das Ausgangssignal des Bestimmers (30c) wird an die An­ triebseinrichtung (N) übermittelt, welche die Ventilwelle (34) dreht.

Der Öffnungsgrad des Gasmengenverhältnisses (G) wird eingestellt, um die Auslaufwassertemperatur mit der vorbestimmten Temperatur (S₁) der Tempe­ ratureingabevorrichtung (S) abzugleichen. Wenn der Wasserdurchfluß die vor­ bestimmte Temperatur, die Einlaufwassertemperatur und der thermische Wir­ kungsgrad des Wärmeaustauschers bestimmt worden sind, ist die Verbren­ nungsleistung des Gasbrenners (B) konstant, ungeachtet des Durchflußver­ hältnisses zwischen dem Hauptwärmekreislauf (1) und dem Überstromkanal­ kreislauf (2), so lange die Gasart dieselbe ist. Deshalb erlaubt eine Schwel­ lensenkung des Öffnungsgrades des Gasmengenverhältnisventils (G), daß das Wasser exakt bis zu der vorbestimmten Temperatur aufgeheizt wird. Eine Rückkoppelungsregelung mit dem Gasmengenverhältnisregler (C) wird ver­ wendet, um die Wassertemperatur mit der vorbestimmten Temperatur exakt abzugleichen.

Die Signalausgabevorrichtung (30) bestimmt, daß die bevorzugte Temperatur des Wassers an dem Auslaß des Wärmeaustauschers (10) eine Temperatur um 50°C höher als die Einlaufwassertemperatur (T₀₁) ist und berechnet den erwünschten Drehwinkel der Ventilwelle (34), um die Auslaufwassertemperatur auf einem vorbestimmten Wert zu halten. Wenn die gewünschte Temperatur (S₁) einmal festgelegt ist, ist der Wasssereinlauf konstant und die Temperatur des Auslasses des Wärmeaustausches (10) ist 50°C höher als die Einlauf­ wassertemperatur (T₀₁), das Verhältnis des Hauptwärmekreislaufs (1) zum Überstromkanalkreislauf (2) wird dem Verhältnis (S₁-T₀₁) zu (T₀₁ + 50°C-S₁) gleich sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis des Aus­ ganges des zweiten Rechners (30b) zu dem des ersten Rechners (30a) gleich dem vorher genannten Verhältnis. Demzufolge erfüllt das Über­ stromkanalverhältnis, das von dem Drehwinkelbestimmer (30c) gegeben wird, die obigen Anforderungen. Bei dem geeignet festgesetzten Überstromkanal­ verhältnis steuert ein Zusammenbau des Gasmengenverhältnisreglers (C) und des Gasmengenverhältnisventils (G) die Verbrennungsleistung des Brenners durch Rückkoppelungsverfahren.

Eine adäquate Steuerung des Durchflusses des Hauptwärmekreislaufes (1) ermöglicht es, daß der Wärmeaustauscher (10) ein Überhitzen oder Unterhit­ zen des Wassers des Hauptwärmekreislaufes (1) vermeidet, da der Haupt­ durchfluß beibehalten wird, um die Auslaufwassertemperatur bei (T₀₁ + 50°C) bei diesem Ausführungsbeispiel zu halten.

Das Wasserventil (4) hält insbesondere die konstante Druckdifferenz zwischen der Einleitung (N), die in Verbindung mit dem ersten Hohlraum (43a) steht und dem Ventilraum (33), der in Verbindung mit dem zweiten Hohlraum (43b) steht.

Der Öffnungsgrad des Einlasses (11) wird entlang der gestrichelten Linie 1 in Fig. 5 gemäß der Drehung des ersten Regelventils (31) variiert. Eine Verringe­ rung des Durchflusses des Hauptwärmekreislaufes (1) kann vermieden werden, selbst wenn das Überstromkanalverhältnis erhöht wird. Andererseits kann der Hauptdurchfluß als konstant werden, wenn das Überstromkanalverhältnis ver­ ringert wird. Selbst in dem Fall eines zu kühlen Einlaufwassers und einer zu ho­ hen vorbestimmten Temperatur kann Heißwasser einer vorbestimmten Tempe­ ratur erhalten werden dadurch, daß der Durchfluß des Hauptwärmekreislaufes (1) auf ein gewisses reduziertes Maß und der Überstromkanaldurchfluß auf Null gesteuert wird. Eine derartige Steuerung kann leicht durch Festsetzen des Drehwinkels zwischen 0°bis 90° realisiert werden, wie in Fig. 5 dargestellt. Demzufolge kann diese Erfindung das Auftreten des Problems, daß kaltes Wasser temporär ausläuft, nachdem heißes Wasser infolge des Nachheizens ausgetreten ist, unterdrücken, selbst in solch schwierigem Fall.

Eine andere Form des ersten Steuerventils ist ebenso erhältlich, da die Anfor­ derung, die dem ersten Steuerventil (31) auferlegt ist, ein Variieren des Durch­ flusses des Hauptwärmekreislaufes (1) gemäß der gestrichelten Linie in Fig. 5 ist. Fig. 9 und Fig. 10 offenbart ein weiteres Beispiel eines ersten Regelventiles (31). Das Ventilelement ist ein einfacher säulenartiger Körper, welcher in axia­ ler Richtung von der Ventilwelle (34) verschoben werden kann. Die Wand des Einlasses (11), die mit dem Hauptwärmekreislauf (1) in Verbindung steht, be­ sitzt jedoch zwei spezielle Löcher. Ein rückseitiges Loch (11a) ist ein Halbkreis. Ein vorderseitiges Loch (11 b) ist ein kleiner Kreis. Wenn der Drehwinkel 270° beträgt weicht das erste Regelventil (31) in den rückwärtigen Hohlraum zurück und die zwei Löcher sind vollständig freigegeben. Wenn sich der Drehwinkel verringert, rückt das erste Regelventil (31) in Richtung der Antriebseinrichtung (M) vor. Das erste Regelventil (31) verdeckt das vorderseitige Loch (11b) bei einem Drehwinkel von 0° teilweise ab. Zwischen dem Drehwinkel von 90° und 0° öffnet das Ventil das vorderseitige Loch (11b) allmählich. Zwischen 90° und 270° steigt das erste Regelventil über einen Grenzabschnitt (11c) an und öffnet das Loch (11a) allmählich. Das Loch (11b) ist immer geöffnet. Deshalb ändert sich der Durchfluß des Hauptwärmekreislaufes gemäß der gestrichelten Linie in Fig. 5. Die Größen und Formen der Löcher (11a) und (11b) werden bestimmt, um den Hauptwärmekreislauffluß für einen Gleichgewichtszustand des Maxi­ malwerts der gestrichelten Linie 1 aus Fig. 5 abzugleichen, wenn das Aus­ laufventil (J) völlig geöffnet ist.

Claims (1)

1. Durchlauferhitzer umfassend:
   einen brennerbeheizten Wärmetauscher in einem Hauptwärmekreislauf,
   eine zum Wärmetauscher parallel liegende Bypassleitung,
   eine Eingabevorrichtung zum Vorbestimmen einer gewünschten Temperatur des ausfließenden Wassers, und
   einen Regler zum Halten der Temperatur des auslaufenden Wassers auf der vorbestimmten Temperatur durch Anpassen der Brennerleistung,
   dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchflußverhältniseinsteller (3) gleichzeitig den Öffnungsgrad eines ersten Regelventiles (31), das im Hauptwärmekreislauf (1) angeordnet ist, und eines zweiten Regelventiles (32), das in der Bypassleitung angeordnet ist, mittels einer Antriebseinrichtung (M) ändert und daß ein Ventil (4) im Durchflußverhältniseinsteller (3) installiert ist zum Aufrechthalten einer konstan­ ten Druckdifferenz zwischen dem Hohlraum (43b) und dem Auslauf zur Bypassleitung (2).