Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Heizblock, insbesondere für einen Durchlauferhitzer, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wobei der Heizblock ein Gehäuse, in dem ein Strömungskanal zur Definierung einer Heizstrecke für ein Fluid ausgebildet ist und in dem Heizelemente zum Erhitzen des durch den Strömungskanal strömenden Fluids anordbar sind, und eine Durchflussbegrenzungseinheit zum Einstellen eines Durchflussquerschnitts hat, sowie einen Durchlauferhitzer mit einem derartigen Heizblock.
Moderne elektrisch geregelte Durchlauferhitzer sind in der Lage, eine Auslauftemperatur bis zur Leistungsgrenze gradgenau zu regeln. Bei geringeren Zulauftemperaturen, hohen Solltemperaturen und einem zu hohen Wasserdurchfluss reicht die Geräteleistung häufig jedoch nicht mehr aus, um die eingestellte Solltemperatur zu erreichen. Aus diesem Grund wurden sogenannte vollelektronisch geregelte Durchlauferhitzer entwickelt, die zusätzlich über eine elektronisch ansteuerbare Durchflussbegrenzungseinheit verfügen, mit deren Hilfe die elektronische Regelung den Durchfluss dynamisch anpasst, so dass die eingestellte Solltemperatur auch dann erreicht wird, wenn der Benutzer für die geforderte Temperatur einen zu hohen Wasserdurchfluss gewählt hat. Bisherige Durchflussbegrenzungseinheiten sind eigenständige Baugruppen, die nachträglich mit der internen Wasserführung des Heizblocks verbunden werden. Die Anbindung erfolgt häufig über Muffen- bzw. Gewindeeinsätze, die neben einem erhöhten Montageaufwand und höheren Kosten insbesondere potentielle Leckagen darstellen.
In dem deutschen Gebrauchsmuster
Ein weiteres Warmwassergerät ist in der G 93 04 262 offenbart. Zur Begrenzung des einströmenden Wassers ist ein einlaufseitig angeordnetes Magnetventil vorgesehen. Die Druckschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Heizblock, insbesondere für einen Durchlauferhitzer, der die vorgenannten Nachteile beseitigt und eine einfache, platzsparende und kostengünstige Positionierung einer Durchflussbegrenzungseinheit ermöglicht, sowie einen Durchlauferhitzer mit einem derartigen Heizblock zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrischen Heizblock mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Ein Durchlauferhitzer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 und vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander ersetzbar sind, sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
Ein erfindungsgemäßer elektrischer Heizblock für einen Durchlauferhitzer hat ein Gehäuse, in dem ein Strömungskanal zur Definierung einer Heizstrecke für ein Fluid ausgebildet ist und in dem Heizelemente zum Erhitzen des durch den Strömungskanal strömenden Fluids anordbar sind. Darüber hinaus weist der Heizblock eine Durchflussbegrenzungseinheit zum Einstellen eines Durchflussquerschnitts auf, die erfindungsgemäß in das Gehäuse integriert ist und mit einem Ventilkörper zumindest abschnittsweise in den Strömungskanal eintaucht.
Durch die erfindungsgemäße Integration der Durchflussbegrenzungseinheit in den Heizblock entfällt eine nachträgliche Montage derselben, so dass der Installationsaufwand des Heizblocks in einen Durchlauferhitzer gegenüber bekannten Lösungen reduziert ist. Darüber hinaus werden durch die Integration keine potentiellen Schwachstellen wie Leckagen zwischen dem Heizblock und der Durchflussbegrenzungseinheit gebildet, so dass der erfindungsgemäße Heizblock sehr robust ist. Die Durchflussbegrenzungseinheit benötigt quasi kein eigenes Gehäuse und ist somit derart kompakt ausführbar, dass sie selbst Kleindurchlauferhitzer, in denen die Platzverhältnisse üblicherweise sehr beengt sind, mit der erfindungsgemäßen integralen Durchflussbegrenzungseinheit werksseitig ausgerüstet werden können. Zusätzlich muss bei der Inbetriebnahme durch den Handwerker oder den Endkunden kein Zubehör, das zum Betrieb zwingend erforderlich ist, montiert werden. Ebenso können notwendige Einstellungen wie die Einstellung des
Wasserdurchflusses bereits werkseitig vorgenommen werden, so dass diese bei Erstinstallation eines mit einem derartigen Heizblock versehenen Durchlauferhitzers entfallen. Das Gehäuse des Heizblocks kann aus Kunststoff hergestellt werden. Folglich ist die Durchflussbegrenzungseinheit mit dem Gehäuse des Heizblocks integral. d.h. integriert, ausgeführt. Das bedeutet, dass zumindest ein Teil der Durchflussbegrenzungseinheit einstückig mit dem Heizblockgehäuse ist. Dies kann beispielsweise in einem Spritzgussverfahren realisiert werden, wobei auch ein Kunststoffschweißen ebenfalls einsetzbar ist. Daher kann eine quasi einstückig mit dem Heizblock hergestellte Durchflussbegrenzungseinheit bereitgestellt werden.
Erfindungsgemäß die Durchflussbegrenzungseinheit in eine Öffnung des Gehäuses eingesetzt und im Bereich eines Vorlaufabschnitts des Strömungskanals positioniert. Die Integration der Durchflussbegrenzungseinheit stromaufwärts der Heizelemente ist insofern vorteilhaft, als dass somit nur so viel Wasser den Heizelementen zugeführt wird, wie zum Einstellen der Solltemperatur notwendig ist.
Der Ventilkörper ein Ventilschieber, der mit einem als ein Ventilsitz ausgebildeten Wandungsabschnitt des Vorlaufbereiches zusammenwirkt. Ein Ventilschieber lässt sich verhältnismäßig einfach in das Gehäuse bzw. den Vorlaufbereich integrieren, so dass eine derartige Lösung besonders kostengünstig ist. Der Ventilsitz ist integral mit dem Gehäuse, insbesondere Kunststoffgehäuse, des Heizblocks integral bzw. einstückig hergestellt. D.h. dass das Gehäuse des Heizblocks gleichzeitig als Gehäuse der Durchflussbegrenzungseinheit dient, in dem der Ventilsitz direkt in einer Öffnung des Heizblocks bzw. des Heizblockgehäuse ausgeführt ist.
Zur Führung des Ventilschiebers in der Öffnung kann dieser kopfseitig einen bevorzugterweise finger- bzw. lanzenartigen Vorsprung aufweisen, der in eine in den Ventilsitz eingebrachte Vertiefung abschnittsweise eintaucht. Durch die Fingerführung wird der Ventilschieber im Bereich seines Dichtungselementes entlastet, so dass eine derartige Durchflussbegrenzungseinheit eine hohe Standfestigkeit aufweist und wartungsarm ist.
Die Verstellung des Ventilschiebers kann über einen elektromotorischen Stellantrieb erfolgen. Derartige Stellantriebe sind verhältnismäßig robust, klein und kostengünstig.
Der Ventilschieber kann einen zahnstangenartigen Körperabschnitt aufweisen, der mit einem Ritzel des Stellantriebs in Wirkverbindung steht. Ein derartiger Getriebeeingriff ist sehr empfindlich einstellbar, so dass der Durchflussquerschnitt äußerst sensibel eingestellt werden kann. Zudem werden verhältnismäßig wenig bewegliche Bauteile zur Ansteuerung des Ventilschiebers benötigt.
Vorzugsweise weist der Vorlaufkanal im Bereich der Durchflussbegrenzungseinheit einen gegenüber benachbarten Vorlaufabschnitten verkleinerten Strömungsquerschnitt auf. Hierdurch genügen bereits kleinste Stell- bzw. Verfahrwege des Ventilschiebers zur Veränderung des Durchflusses.
Zur Vermeidung einer Verschmutzung des Ventilschiebers sowie zur Vermeidung einer Beschädigung der Heizelemente ist bei einem Ausführungsbeispiel stromaufwärts der Durchflussbegrenzungseinheit bzw. des Ventilschiebers ein Sieb in den Vorlaufbereich installiert.
Ein bevorzugter elektrischer Durchlauferhitzer ist mit einem erfindungsgemäßen Heizblock ausgerüstet. Ein derartiger Durchlauferhitzer ist insbesondere kompakt, robust, einfach zu installieren und kostengünstig.
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Bereitstellung eines elektrischen Heizblockes für einen Durchlauferhitzer im Bereich der Hausgerätetechnik, der kompakt, robust, einfach zu installieren und kostengünstig ist.
Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
Zum Zuführen von zu erwärmendem Wasser und zur Entnahme des erwärmten Wassers weist das Gehäuse 2 einen Einlassstutzen 6 und einen Auslassstutzen 8 auf, die mit einen heizelementenfreien Vorlaufbereich 10 bzw. einen heizelementenfreien Nachlaufbereich 12 des Strömungskanals 4 in Fluidverbindung stehen. Zur Begrenzung der durch den Strömungskanal 4 strömenden Wassermenge bzw. zur Begrenzung der Durchflussmenge ist erfindungsgemäß in das Gehäuse 2 eine Durchflussbegrenzungseinheit 14 integriert, deren Ventilschieber 18 durch eine Öffnung 16 in dem Gehäuse 2 in den Vorlaufbereich 10 geführt ist.
Der Ventilschieber 18 hat gemäß
Gemäß dem Längsschnitt in
Wie in
Zur axialen Verschiebung des Ventilschiebers 18 in der Öffnung 16 weist die Durchflussbegrenzungseinheit 14 einen elektromechanischen Stellantrieb 44 auf. Dieser hat ein Ritzel 46, das auf einer Antriebswelle eines nicht gezeigten Stellmotors, beispielsweise ein Schrittmotor, befestigt ist und mit einem fußseitigen sich in Längsrichtung erstreckenden zahnartigen Körperabschnitt 48 des Ventilschiebers 18 in Wirkeingriff steht. Um zu verhindern, dass der Ventilschieber 18 auf den Ventilsitz 22 aufläuft und somit der Vorlaufkanal 10 vollständig zugesteuert wird, ist ein nicht dargestellter stellantriebseitiger Anschlag vorgesehen.
Um eine Verschmutzung des Ventilschiebers 18, des Ventilsitzes 22 oder der Heizelemente zu verhindern, ist stromaufwärts der Durchflussbegrenzungseinheit 14 bzw. in diese integriert ein nicht gezeigtes Sieb angeordnet.
Beim Einschalten des Durchlauferhitzers wird der Stellantrieb 44 derart in Abhängigkeit einer vom Bediener eingestellten Solltemperatur angesteuert, dass über eine Rotation des Ritzels 46 der Ventilschieber 18 so verfahren wird, dass der Durchflussquerschnitt im Bereich des Ventilsitzes 22 vergrößert oder verkleinert wird. Gemäß der Darstellung in
Offenbart ist ein elektrischer Heizblock für einen Durchlauferhitzer, mit einem Gehäuse, in dem ein Strömungskanal zur Definierung einer Heizstrecke für ein Fluid ausgebildet ist und in dem Heizelemente zum Erhitzen des durch den Strömungskanal strömenden Fluids anordbar sind, sowie mit einer Durchflussbegrenzungseinheit zum Einstellen eines Durchflussquerschnitts, wobei die Durchflussbegrenzungseinheit in das Gehäuse integriert ist und mit einem Ventilkörper zumindest abschnittsweise in den Strömungskanal eintaucht.
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.