DE4345295C2 - Steuerapparat einer Heißwasserversorgung - Google Patents

Abstract

Verbesserung eines Überstromkanalmischtyps eines Steuerapparates einer Heißwasserversorgung zum Verhindern, daß ein Wärmeaustauscher Heißwasser überheizt, beruhend auf einer Verknappung eines Wasserdurchflusses in dem Wärmeaustauscher. Ein Wasserventil hält eine konstante Druckdifferenz zwischen einer Ableitung und einer Zuleitung aufrecht. Die Öffnungsgrade der Ventile, welche das Einlaufwasser in einen Hauptwärmekreislauf und einen Überstromkanalkreislauf aufteilen, werden gleichzeitig besteuert. Wenn der Überstromkanalkreislauf geschlossen ist, weist das Ventil für den Hauptwärmekreislauf einen kleineren Öffnungsgrad auf. Wenn der Öffnungsgrad des Überstromkanalkreislaufes zunimmt, wird der Öffnungsgrad des Hauptwärmekreislaufes groß genug gehalten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlauferhitzer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Für eine Heißwasserversorgung, welche die Temperatur des ausströmenden Wassers auf einer vorbestimmten Temperatur halten kann, wurden viele Verbesserungen vorgeschlagen. Eine kürzlich vorgeschlagene kann die Temperatur des ausströmenden Wassers bei einer festgesetzten Temperatur durch Regulieren der Verbrennungsleistung aus der Beziehung zwischen der Ausgangstemperatur und der festgesetzten Temperatur beibehalten.

Dieser Typ des Steuerapparates kann jedoch noch nicht ein Ausfließen heißen Wassers infolge eines Nachheiz-Phänomens oder kalten Wassers infolge eines Kaltwasser-Schichtphänomens behandeln. Ein Nachheiz-Phänomen bedeutet hierbei, daß zurückbleibende Hitze das stehende Wasser in einem Wärmeaus­ tauscher überhitzt, nachdem ein Auslaufventil geschlossen worden ist und der Wasserausfluß stoppt. Wenn der Hahn wieder geöffnet wird, tritt im Anfangsmoment heißes Wasser aus. Das Kaltwasser-Schichtphänomen bedeutet den Umstand, daß kaltes Wasser temporär ausläuft, nachdem heißes Wasser infolge des Nachkochens ausgetreten ist.

Um das Nachheiz-Phänomen und das Kaltwasser-Schichtphänomen zu unterdrücken, schlägt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-186 150 A1 einen Überstromkanalmischtyp des Steuerapparates vor, welcher einen Hauptkreislauf und einen Überstromkanalkreislauf aufweist, deren Durchflußverhältnis gemäß der Abweichung der Temperatur des auslaufenden Wassers von einer vorbestimmten Temperatur eingestellt werden kann. Der Hauptkreislauf beinhaltet die Hauptleitungsdurchgänge durch den Wärmeaus­ tauscher, der Überstromkanalkreislauf beinhaltet jedoch keinen Wärme­ austauscher. Die Einstellung des Durchflußverhältnisses des Überstromkanals zur Hauptleitung ermöglicht es einem Steuerapparat vom Überstromkanalmischtyp, das Nachheiz-Phänomen und das Kaltwasser-Schichtphänomen bis zu einem gewissen Grad zu beheben. Wenn daher heißes Wasser aufgrund des Nachheizens von dem Wärmeaustauscher in den Hauptkreislauf zum Auslaß läuft, vermischt sich das aus dem Überstromkanalkreislauf austretende kalte Wasser mit dem heißen Wasser, so daß die Temperatur des austretenden Wassers auf eine vom Anwender gewünschte Temperatur abfällt. Folglich kann ein Steuerapparat vom Übertromhandtyp die Gefahr, daß heißes Wasser plötzlich beim Zapfbeginn austritt, vermeiden.

Daneben vermindert sich das stehende kalte Wasser im Hauptkreislauf, da Einlaufwasser in den Überstromkanalkreislauf fließt. Somit ist es ferner möglich, das Kaltwasser-Schichtphänomen abzuschwächen.

Als Stand der Technik ist weiters die DE 36 01 551 C2 zu nennen. Dort ist ein Durchlauferhitzer mit einem Durchflußmengenbegrenzerventil im Kaltwasserzulauf, Heizkörpern im Wasserweg und einem Temperaturfühler im Warmwasserablauf beschrieben. Ferner ist auf DE-PS 11 63 518 zu verweisen, in der ein gasbeheizter Durchlauferhitzer mit einem am Austritt angeordneten Wasserzapfventil und einer auf den dynamischen Druckunterschied an einer Drosselstelle ansprechenden Wassermangelsicherung offenbart ist. Weiterhin ist DE-AS 10 74 842 zu nennen, in welcher ein gasbeheizter Durchlauferhitzer mit Wassermangelsicherung, die als Wasserschalter über Kanäle einerseits an den Staudruck vor einer Drosselstelle, andererseits an den Niederdruck hinter der Drosselstelle angeschlossen ist, und mit einer Zapfvorrichtung auf der Niederdruckseite offenbart.

Die bekannte Einrichtung ist jedoch nicht in der Lage sicherzustellen, daß auch dann Warmwasser produziert wird, wenn die Einlauftemperatur des Einlaufwassers sehr niedrig ist und die mittels der Temperatureinstelleinrichtung gewünschte Temperatur hoch ist. Auch kann sie nicht verhindern, daß kurzzeitig beim Wiederöffnen des Zapfventils kaltes Wasser ausströmt. Diese Probleme treten beispielsweise im Winter auf, wenn nämlich die Temperatur des Einlaufwassers sehr niedrig wird, das Zapfwasser aber doch angenehm warm sein soll. Selbst wenn die Brennerleistung maximal ist, kann bei den bekannten Durchlauferhitzern die Wärme des Auslaufwassers nicht auf der gewünschten Temperatur gehalten werden.

Ziel dieser Erfindung ist es, einen Durchlauferhitzer anzugeben, der imstande ist, Warmwasser auch dann bereitzustellen, wenn die Einlauftemperatur des Einlaufwassers sehr niedrig und die mittels der Temperatureinstelleinrichtung gewünschte Temperatur zu hoch ist, und mit dem ferner vermieden werden kann, daß kurzfristig beim Wiederöffnen des Zapfventils kaltes Wasser ausströmt.

Um das Ziel zu verwirklichen, schlägt die Erfindung einen Durchlauferhitzer gemäß Patentanspruch 1 vor.

Die Funktionen des Steuerapparates werden nun im Detail erklärt. Im Winter ist die Temperatur des in den Wärmeaustauscher eintretenden Einlaufwassers manchmal zu niedrig und die vorher bestimmte Temperatur ist oft zu hoch. In solch einem außerordentlichen Fall würde ein Steuerapparat gemäß Stand der Technik keine ausreichende Menge an Heißwasser bereitstellen, selbst wenn die Brennerleistung bei einem Maximalwert festgesetzt wäre. Bei der Erfindung reduziert die Signalausgabevorrichtung den Öffnungsgrad des ersten Regelventils, so daß die Temperatur am Auslaß des Wärmetauschers auf einer Temperatur gehalten wird, die um einen gewissen Wert höher ist, als die des Einlaufwassers. Diese Erfindung nämlich kann die Temperatur, des ausströ­ menden Wassers durch Erniedrigen des Öffnungsgrades des ersten Ventiles, welches den Durchfluß des Hauptwärmekreislaufes steuert, ungeachtet des kalten Einlaufwassers auf einer bestimmten Temperatur halten.

Anderenfalls, wenn die Temperatur des Einlaufwassers warm genug ist und die Wirkungsleistung des Wärmeaustauschers eine Überschußleistung besitzt, wird der Durchfluß des Hauptwärmekreislaufes konstant gehalten. Weiterhin erlaubt dieser Steuerapparat, daß eine Heißwasserversorgung das Auftreten des Kaltwasser-Schichtphänomens vermeidet, wenn das Auslaufventil nach einer Pause wieder geöffnet wird, da die Temperatur des ausströmenden Heißwassers auf einem vorher festgesetzten Wert gehalten wird ungeachtet des zu kühlen Ein­ laufwassers und der zu hohen vorbestimmten Temperatur im Winter und da der Durchfluß des Hauptkreislaufes immer bei einer angemessenen Menge gehalten wird.

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

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Grundstruktur eines erfindungsgemäßen Steuerapparates für eine Heißwasserversorgung.

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 Überstromkanalkreislaufes 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 Hauptwärmekreislauf (1) und ein Überstromkanalkreislauf (2) sind Rohre zum Wasser leiten. Das Wasser wird an der Ableitung in den Haupt- und Überstromkanalkreislauf 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 Gas­ brenner (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 Überstromkanalkreislauf (2) installiert. Der Durchflußverhältniseinsteller (3) beinhaltet 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 Brennerleistung über ein Gasmengenverhältnisventil (G) durch Vergleichen der Temperatur 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 Erfindungsziel werden die Ausführungsformen hierin grob beschrieben.

Fig. 2 offenbart eine Ausführungsform dieser Erfindung. Ein Wassereinlaufkreislauf (40) wird an einer Ableitung in einen Hauptwärmekreislauf (1), beinhaltend einen Wärmeaustauscher (10) und einen Überstromkanalkreislauf (2) ohne einen Wärmeaustauscher aufgeteilt. Ein Durchflußverhältniseinsteller (3), installiert an der Ableitung der Kreisläufe, verteilt das Einlaufwasser auf den Hauptwärmekreis­ lauf (1) und den Überstromkanalkreislauf (2). Ein Einlaufwassertemperaturfühler (T0) ist an dem Wassereinlaufkreislauf (40) eingerichtet, um die Temperatur des Einlaufwassers zu messen. Ein Auslaufwassertemperaturfühler (T2) ist an einem Unterlauf einer Einleitung der Haupt- und Überstromkanalkreisläufe angeordnet, um die Temperatur des von der Versorgung aufbereiteten Heißwassers zu überwachen. Die Verbrennungsleistung des Gasbrenners (B), der den Wärmeaus­ tauscher (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 Temperatur des Auslaufheißwassers nach Willkür eines Verwenders fest. Durch Vergleichen der aktuellen Auslaufwassertemperatur, überwacht von dem Auslasufwas­ sertemperaturfühler (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 berechneten 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 Durchflußverhältniseinsteller (3). Der Durchflußmengeneinsteller (3) umfaßt eine Antriebseinrichtung (M) und eine Signalausgabevorrichtung (30). Die Antriebseinrichtung (M) treibt gleichzeitig ein erstes Regelventil (31), welches den Öffnungsgrad eines Einlasses (11) des Hauptwärmekreislaufes (1) festsetzt und ein zweites Regelventil (32), das den Öff­ nungsgrad eines Einlasses (21) des Überstromkanalkreislaufes (2) bestimmt. Die Signalausgabevorrichtung (30) versorgt die Antriebseinrichtung (M) mit einem Antriebssignal durch Einbeziehen der Einlaufwassertemperatur des Fühlers (T0), der Auslaufwassertemperatur 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 Wasserven­ til (4). Das Wasserventil (4) besitzt einen ersten Hohlraum (43a), einen zweiten Hohlraum (43b), eine Membran (42), die die Hohlräume (43a) und (43b) trennt, eine Feder (44), die die Membran in Richtung des zweiten Hohlraums (43b) drückt, ein Ventilelement (46), welches an der Membran (42) angeordnet ist und eine konische 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 einem zylindrischen Ventilraum (33), der zu dem Haupt- und Überstromkreisläufen (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 Druckdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Hohlraum (43a) und (43b) im Gleichgewicht 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 Hohlraum (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 Regelventil (32) von einer Ventilwelle (34), welche sich in dem zylindrischen Ventilraum (33) in Längsrichtung bewegen kann, gemeinsam angetrieben. Die Ventilwelle (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, obwohl die Kraftabgabewelle (37) der An­ triebseinheit (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 Ventilelement, das an der Ventilwelle (34) befestigt ist.

Das erste Regelventil (31) bewegt und dreht sich in dem zylindrischen Ventilraum (33) in Nähe des Einlasses (11) des Hauptwärmekreislaufes (1). Die Drehung und Verschiebung des ersten 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 konisches 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 Mantelfläche, eine äußere ringförmige Grundfläche und eine innere Schrägfläche, welche in Axialrichtung geneigt ist. Die Weite der Drehung der Kraftabgabewelle (37) (das ist die Ventilwelle (34)) der Antriebseinrichtung (M) ist innerhalb von 270° beschränkt. Die innere Schrägfläche und die zylindrische Mantelfläche ändern den Öffnungsgrad des Hauptwärmekreislaufes (1) entsprechend 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) gemeinsam 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 Einlaß (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 Abschnitt (314) dem Einlaß (11) gegenüber, und der Öffnungsgrad des ersten Regelventils (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 Ventilraum (33) ausgebildet ist, einpassen kann. Der Überstromkanalkreislauf (2) liegt in einem Unterlauf des Ventilsitzes. Der Durchfluß des Überstromkanalkreislaufes 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 Ventilwelle (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 Durchmesser des Flansches ist größer als der Innendurchmesser des Ventilsitzes vor dem Einlaß (21). Wenn der Drehwinkel der Ventilwelle (34) 0° ist, wird die Feder (36) um ein Drittel des Gesamthubes der Ventilwelle (34) durch den zwischen dem Ventilsitz und dem zweiten Regelventil (32) wirkenden Druck verkürzt. Wenn der Drehwinkel der Ventilwelle (34) sich von 0° bis 90° ändert, schließt das zweite Regelventil (32) den Überstromkanal­ kreislauf (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 Öffnungsgrad des Überstromkanalkreislaufes (2) wird im Verhältnis zu dem von 90° abweichenden Drehwinkel vergrößert. Der Öffnungsgrad des zweiten Regelventiles (32) wird durch die zweifach gestrichelte Linie 2 in Fig. 5 dargestellt. Demzufolge ändert sich der Durchfluß des Überstromkanalkreislaufes (2) ähnlich der doppelt gestrichelten Linie 2, wenn das Auslaufventil (J) des Auslaßkreislaufes völlig geöffnet ist.

Das erste Regelventil (31) und das zweite Regelventil (32) weisen die Öffnungsgrade 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 Überstromkanaldurchflusses 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/min vor. Das Durchflußverhältnis des Überstrom­ kanalkreislaufes (2) zum Hauptwärmekreislauf (1), das ist das Überstromkanaldurchflußverhältnis, 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 Wasserventil (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 Überstromkreislaufes (2) zum Hauptwärmekreislauf (1) ausschließlich von der Antriebseinrichtung (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 dargestellt, weist die Signalausgabevorrichtung (30) einen ersten Rechner (30a), einen zweiten Rechner (30b) und einen Drehwinkelbestimmer (30c) auf. Von dem Einlaufwassertemperaturfühler (T0) die Einlaufwassertemperatur (T01) und von der Temperatureingabevorrichtung (S) die vorbestimmte Temperatur (S1) erhaltend, addiert der erste Rechnung (30a) 50°C zu der Einlaufwassertemperatur (T01) und zieht die vorbestimmte Temperatur (S1) von der Summe (50°C + T01) ab. Der erste Rechner (30a) erhält demzufolge (T01 + 50°C - S1). Der zweite Rechner (30b) zieht die Einlaufwassertemperatur (T01) von der vorbestimmten Temperatur (S1) ab und erhält die Differenz (S1 - T01). Von dem ersten und zwei­ ten Rechner (T01 + 50°C - S1) und (S1 - T01) erhaltend, berechnet der Drehwinkelbestimmer (30c) einen erwünschten Drehwinkel der Ventilwelle (34). Das Ausgangssignal des Bestimmers (30c) wird an die Antriebseinrichtung (N) übermittelt, welche die Ventilwelle (34) dreht.

Der Öffnungsgrad des Gasmengenverhältnisses (G) wird eingestellt, um die Auslaufßwassertemperatur mit der vorbestimmten Temperatur (S1) der Temperatureingabevorrichtung (S) abzugleichen. Wenn der Wasserdurchfluß die vorbestimmte Temperatur, die Einlaufwassertemperatur und der thermische Wir­ kungsgrad des Wärmeaustauschers bestimmt worden sind, ist die Verbrennungsleistung des Gasbrenners (B) konstant, ungeachtet des Durchflußverhältnisses zwischen dem Hauptwärmekreislauf (1) und dem Überstromkanalkreislauf (2), so lange die Gasart dieselbe ist. Deshalb erlaubt eine Schwellensenkung des Öffnungsgrades des Gasmengenverhältnisventils (G), daß das Wasser exakt bis zu der vorbestimmten Temperatur aufgeheizt wird. Eine Rückkoppelungsregelung mit dem Gasmengenverhältnisregler (C) wird verwendet, 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 Einlaufwassertemperatur (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 Ausganges des zweiten Rechners (30b) zu dem des ersten Rechners (30a) gleich dem vorher genannten Verhältnis. Demzufolge erfüllt das Überstromkanalverhältnis, das von dem Drehwinkelbestim­ mer (30c) gegeben wird, die obigen Anforderungen. Bei dem geeignet festgesetzten Überstromkanalverhältnis 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 Unterhitzen des Wassers des Hauptwärmekreislaufes (1) vermeidet, da der Hauptdurchfluß 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 Verringerung des Durchflusses des Hauptwärmekreislaufes (1) kann vermieden werden, selbst wenn das Überstromkanalverhältnis erhöht wird. Andererseits kann der Hauptdurchfluß als konstant werden, wenn das Überstromkanalverhältnis verringert wird. Selbst in dem Fall eines zu kühlen Einlaufwassers und einer zu hohen vorbestimmten Temperatur kann Heißwasser einer vorbestimmten Temperatur erhalten werden dadurch, daß der Durchfluß des Hauptwärme­ kreislaufes (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 Kaltwasser-Schichtphänomens unterdrücken, selbst in solch schwierigem Fall.

Eine andere Form des ersten Steuerventils ist ebenso erhältlich, da die Anforderung, die dem ersten Steuerventil (31) auferlegt ist, ein Variieren des Durchflusses 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 axialer Richtung von der Ventilwelle (34) verschoben werden kann. Die Wand des Einlasses (11), die mit dem Hauptwärmekreislauf (1) in Verbindung steht, besitzt jedoch zwei spezielle Löcher. Ein rückseitiges Loch (11a) ist ein Halbkreis. Ein vorderseitiges Loch (11b) 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 Antriebs­ einrichtung (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 25 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 Maximalwerts der gestrichelten Linie 1 aus Fig. 5 abzugleichen, wenn das Aus­ laufventil (J) völlig geöffnet ist.

Claims (3)

1. Durchlauferhitzer, umfassend:
einen brennerbeheizten Wärmetauscher in einem Hauptwärmekreislauf, eine zum Wärmetauscher parallel liegende Bypassleitung, eine Eingabe­ vorrichtung zum Vorbestimmen einer gewünschten Temperatur des aus­ fließenden Wassers und einen Regler zum Halten der Temperatur des auslaufenden Wassers auf der vorbestimmten Temperatur durch Anpassen der Brennerleistung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchflußverhältni­ seinsteller (3) gleichzeitig den Öffnungsgrad eines ersten Regelventils (31), das im Hauptwärmekreislauf angeordnet ist, und eines zweiten Regelventils (32), das in der Bypassleitung angeordnet ist, mittels einer Antriebseinrich­ tung (M) ändert, wobei der Durchflußverhältniseinsteller (3) für eine derarti­ ge Einstellung der Öffnungsgrade der Regelventile (31, 32) ausgebildet ist, daß bei einer Verstellung der Antriebseinrichtung (M) zwischen Null und ei­ nem vorbestimmten Wert lediglich das erste Regelventil (31) zunehmend geöffnet wird, und erst bei einer den vorbestimmten Wert übersteigenden Verstellung das zweite Regelventil (32) zunehmend unter Beibehaltung des Öffnungsgrads des ersten Regelventils (31) geöffnet wird, und daß ein Ventil (4) im Durchflußverhältniseinsteller (3) installiert ist zum Aufrechthal­ ten einer konstanten Druckdifferenz zwischen dem Wassereinlauf (43b) und dem Auslauf zur Bypassleitung (2).

2. Durchlauferhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebseinrichtung (M) eine Ventilwelle aufweist, deren Drehwinkel ein Maß für die Verstellung ist, wobei der Drehwinkel zwischen 0° und 270° begrenzt ist, und der vorbestimmte Wert 90° ist.

3. Durchlauferhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Regelventil (31, 32) durch die Drehung der Ventilwelle zu­ sammen in Axialrichtung bewegt werden, wobei das zweite Regelventil (32) federnd in Richtung einer Verschließeinrichtung gedrückt wird und den Überstromkanalkreislauf (2) im Drehwinkelbereich zwischen 0° und 90° durch die Federkraft schließt, und das zweite Regelventil (32) im Verhältnis der Zunahme des Drehwinkels geöffnet wird, wenn der Drehwinkel 90° überschreitet.