[0001] Die Erfindung betrifft einen elektrischen Warmwasserspeicher, insbesondere einen
offenen Warmwasserspeicher, zur Bereitstellung von Warmwasser nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 und eine Druckeinrichtung für einen derartigen Warmwasserspeicher,
wobei der Warmwasserspeicher einen Tank zur Speicherung von Warmwasser, einen Zulauf
zur Zuführung von Kaltwasser in den Tank und einen Auslauf zur Entnahme des Warmwassers
aus dem Tank aufweist.
[0002] Beim Betrieb von offenen Warmwasserspeichern besteht häufig das Problem, dass nach
längerem Betrieb eine Verkalkung auftritt. Die Verkalkung zeigt sich insbesondere
in den Gerätebereichen, die mit dem erwärmten Kaltwasser bzw. mit dem Warmwasser in
Kontakt kommen. Je nach dem Grad der Verkalkung kann nur noch eine stark begrenzte
Warmwassermenge durch einen Tankauslauf abfließen. Hierdurch kann sich in dem Warmwasserspeicher
ein erhöhter Systemdruck aufbauen, der bei offenen Warmwasserspeichern, die häufig
aufgrund der Verwendung von Kunststofftanks mit einer begrenzten Druckfestigkeit ausgeführt
sind, zu einem Platzen bzw. Bersten führen kann. Durch das Platzen des Wassertanks
tritt wiederum Warmwasser aus, wodurch ein Wasserschaden entsteht.
[0003] Ferner besteht bei einer Neuinstallation eines offenen Warmwasserspeichers grundsätzlich
die Gefahr eines Falschanschlusses. Bei einem Falschanschluss wird der Warmwasserspeicher
anstatt mit einer speziellen für drucklose Warmwasserspeicher ausgelegten Armatur
mit einer normalen Armatur montiert, was dazu führen kann, dass der Wassertank mit
einem Leitungsdruck beaufschlagt wird und ebenfalls berstet.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Warmwasserspeicher, insbesondere einen offenen
Warmwasserspeicher, zur Bereitstellung von Warmwasser zu schaffen, der einen sicheren
Betrieb gewährleistet und ferner Wasserschäden im Fehlerfall unterbindet.
[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Warmwasserspeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander
einsetzbar sind, sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
[0006] Der erfindungsgemäße Warmwasserspeicher, insbesondere ein offener Warmwasserspeicher,
zur Bereitstellung von Warmwasser, weist einen Tank zur Speicherung des Warmwassers,
einen Zulauf zur Zuführung von Kaltwasser in den Tank, einen Auslauf zur Entnahme
des Warmwassers aus dem Tank, und eine zwischen dem Zulauf und dem Tank angeordneten
Druckeinrichtung zum Unterbrechen der Kaltwasserzufuhr im Fehlerfall. Die Druckeinrichtung
umfasst ein in Durchflussrichtung des Kaltwassers verschiebbar angeordnetes Dichtelement.
Dadurch dass das Dichtelement in Durchflussrichtung des Wassers verschiebbar geführt
ist, kann das Auslösen der Druckeinrichtung im Fehlerfall bzw. während der Notabschaltung
des Warmwasserspeichers sicher gewährleistet sein.
[0007] Die erfindungsgemäße Druckeinrichtung verhindert durch die selbsttätige Unterbrechung
bzw. Blockierung der Kaltwasserzufuhr im Fehlerfall einen Wasserschaden oder eine
Zerstörung des Warmwassertanks des Warmwasserspeichers. Der Fehlerfall entspricht
einem Überschreiten eines bestimmten Druckes bzw. Systemdruckes, der als Schwellwert
vorherbestimmt ist. D.h. bei der Herstellung des Warmwasserspeichers wird die Druckeinrichtung
auf einen maximalen Systemdruck eingestellt, der dann als Schwellwert für die Notabschaltung
der Kaltwasserzufuhr und/oder der Stromzufuhr des Warmwasserspeichers dient. Der erhöhte
Systemdruck d.h. Überdruck kann beispielsweise durch Verkalkung oder Falschmontage
des Warmwasserspeichers entstehen.
[0008] Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Bereitstellung eines sicheren offenen
Warmwasserspeichers im Bereich der Hausgerätetechnik, der verlässlich gegen einen
erhöhten Systemdruck und somit gegen ein Bersten seines Tanks oder seiner Wasserleitungen
geschützt ist.
[0009] In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Dichtelement in einem
rohrförmigen Bereich des Gehäuses der Druckeinrichtung verschiebbar geführt. Somit
kann die Druckeinrichtung einfach hergestellt werden, und ein sicherer und langlebiger
Betrieb kann gewährleistet werden. Das Dichtelement kann sich einfach im rohrförmigen
Bereich des Gehäuses hin und her bewegen bzw. verschoben werden. In diesem rohrförmigen
Bereich kann ferner ein zylinderförmiger Wasserbypass bereitgestellt werden, der den
Wasserdurchfluss im Normalbetrieb des Warmwasserspeichers bereitstellt. Der Wasserbypass
ist ausgebildet, um das Wasser an dem Dichtelement vorbeizuführen. Bevorzugt kann
das Dichtelement als Kolben oder als Kugel ausgeführt sein. Denkbar ist jedoch auch
eine Kombination mehrere als Dichtelement wirkende Mittel vorstellbar, die verschiebbar
im Gehäuse der erfindungsgemäßen Druckeinrichtung angeordnet sind.
[0010] Es ist bevorzugt, dass zwischen einem Mantelbereich auf der Innenseite des rohrförmigen
Bereichs und einer Außenfläche des Dichtelements ein Wasserbypass, durch welchen die
Kaltwasserzufuhr in den Tank verläuft, gebildet ist. Folglich kann der Wasserbypass
durch einfach konstruktive Maßnahmen bereitgestellt werden. Der Wasserbypass stellt
im Normalbetrieb den Kaltwasserzulauf bereit, so dass der Tank des Warmwasserspeichers
ständig mit zu erwärmenden Wasser versorgt werden kann.
[0011] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Wasserbypass als Hohlzylinder ausgebildet,
wobei der Wasserdurchfluss durch den Wasserbypass durch die Mantelstärke des Hohlzylinders
bestimmt ist. D.h. der Wasserdurchfluss erfolgt durch den Mantel des Hohlzylinders,
und folglich durch die Einstellung der Mantelstärke kann der gewünschte Durchfluss
erreicht werden.
[0012] Weiterhin bevorzugt weist die Druckeinrichtung ein Auslöseelement auf, welches derart
ausgebildet ist, um im Fehlerfall das Dichtelement freizugeben. Somit kann eine Betätigung
bzw. Freigabe des Dichtelementes im Fehlerfall bzw. bei der Notabschaltung gewährleistet
werden.
[0013] Zweckmäßigerweise steht das Auslöseelement mit einem Schaltkontakt zum Unterbrechen
der Stromzufuhr des Warmwasserspeichers in einer Funktionsverbindung. Folglich kann
eine Komplettabschaltung, d.h. Absperrung der Kaltwasserzufuhr und weiter eine Stromabschaltung,
gesichert werden.
[0014] Es ist bevorzugt, dass das Auslöseelement senkrecht auf die Durchflussrichtung des
Kaltwassers verschiebbar geführt ist. Folglich kann das Dichtelement im Normalbetrieb
von dem Auslöseelement gehaltert werden, und weiter im Fehlerfall eine schnelle zuverlässige
Freigabe des Dichtelementes erfolgen.
[0015] Die Druckeinrichtung weist einen als Dichtsitz ausgebildeten Bereich auf, der mit
dem Dichtelement im Fehlerfall zusammenwirkt. Im Dichtsitz kann folglich das Dichtelement
die Frischwasserzufuhr unterbrechen bzw. stoppen.
[0016] Bevorzugter Weise sind die Druckeinrichtung und der Wassertank als integrales Funktionsteil
ausgebildet. Somit kann eine einfache und kostengünstige Herstellung erfolgen, beispielsweise
in einem Produktionsschritt erfolgen. Das bedeutet, dass der Tank des Warmwasserspeichers
und die Druckeinrichtung als Modul in einem (Kunststoff-) Spritzverfahren herstellbar
sein können.
[0017] Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer
Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine Detaildarstellung der Druckeinrichtung eines erfindungsgemäßen offenen Warmwasserspeichers
im Normalbetrieb, und
- Figur 2
- die Druckeinrichtung aus Figur 1 im Fehlerfall.
[0018] In Figur 1 ist ein Bereich eines erfindungsgemäßen offenen Warmwasserspeichers 1
mit einer bevorzugten Druckeinrichtung 2 im Normalbetrieb bzw. in Grundstellung gezeigt.
Zur Erleichterung der folgenden Bezifferung ist die Druckeinrichtung 2 wesentlich
vergrößert dargestellt. Der Warmwasserspeicher 1 dient zur Bereitstellung von Warmwasser
und ist in Unter- oder Obertischbauweise installierbar. Er hat einen angedeuteten
Tank 4 zur Speicherung des Warmwassers, einen Zulauf 6 zur Zuführung von Kaltwasser
zum Tank 4, einen Auslauf 8 zur Entnahme des Warmwassers, eine nicht gezeigte Heizeinheit
zur Erwärmung des Kaltwassers in dem Tank 4 sowie eine nicht gezeigte Steuer- und
Regelungseinheit.
[0019] Die Druckeinrichtung 2 hat die Aufgabe, einen tankseitigen bzw. von der Druckeinrichtung
2 aus betrachtet stromabwärtigen Systemdruck in dem Warmwasserspeicher 1, insbesondere
innerhalb des Tanks 4 und in dem Auslauf 8 nicht über einen einstellbaren Wert ansteigen
zu lassen. Zudem dient die Druckeinrichtung 2 zur Druckentlastung der stromabwärtigen
wasserführenden Elemente bei einem Systemdruck über den eingestellten Wert. Sie ist
in dem Warmwasserspeicher 1 zwischen dem Zulauf 6 und dem Tank 4 integriert und weist
ein Gehäuse 10, einen als Kolben ausgebildetes Dichtelement 3 sowie ein Auslöseelement
50. Das Gehäuse 10 begrenzt einen Innenraum 20 zur Aufnahme des Kolbens 3 und definiert
im Wesentlichen einen rohrförmigen Bereich 20, in welchem der Kolben 3 hin und her
verschiebbar geführt ist. Die Außenfläche 40 des Kolbens 3 ist in einem Abstand R
zur Innenseite 21 des Bereichs 20 geführt, so dass ein Wasserbypass 40 gebildet ist,
durch welchen im Normalbetrieb das Frischwasser in den Tank fließt. Die Richtung des
zulaufenden Wassers ist mit dem Pfeil P oberhalb des Wassertanks 4 angedeutet.
[0020] Im Normalbetrieb bzw. Normalzustand verhindert das Auslöseelement 50, dass das Dichtelement
3 in den Dichtsitz 70 gedrückt wird. Folglich strömt das Frischwasser durch den Wasserbypass
40 am Dichtelement 3 in den Wassertank 4 vorbei.
[0021] Der Kolben 3 ist in diesem Ausführungsbeispiels vorgespannt mittels einer Feder 80
geführt, welche eine in Durchflussrichtung D des Zulaufs 6 Federkraft aufweist. Diese
Federkraft drückt den Kolben 3 auf das Auslöseelement 50 und im Fehlerfall in den
Dichtsitz 70.
[0022] In diesem Ausführungsbeispiels wir das Dichtelement als Kolben ausgeführt, jedoch
es sind auch weitere Ausgestaltungen, wie beispielsweise eine Kugel oder desgleichen
realisierbar.
[0023] Das Gehäuse 10 weist ferner einen zweiten Bereich 22 auf, in welchem ein Auslöseelement
50 ebenfalls hin und her verschiebbar geführt ist und mit einem Schaltkontakt 60 zusammenwirken
kann. Der Schaltkontakt wirkt mit der Stromzufuhr des Warmwasserspeichers zusammen
und im Fehlerfall wird die Heizeinrichtung des Speichers abschaltet. Wenn der Systemdruck
steigt wirkt dieser verstärkt auf die Stirnfläche 51 des Auslöseelements 50 ein, und
beim Erreichen eines einstellbaren Schwellwerts wird das Auslöseelement herausgedrückt,
so dass das Dichtelement 3 freigegeben wird. Anschließend fährt das Dichtelement bzw.
Kolben 3 in den Dichtsitz 70 ein und folglich wird der Wasserzulauf in den Tank 4
gesperrt.
[0024] Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Druckeinrichtung 2 im Fehlerfall, d.h. der Kolben
3 bzw. das Dichtelement 3 hat den Dichtsitz 70 erreicht, so dass die Frischwasserzufuhr
in den Tank 4 unterbrochen worden ist. Somit können keine Wasserschäden entstehen.
Der Dichtsitz 70 gemäß dieser Ausführungsform ist als Verjüngung des Rohrabschnittes
20 im Wasserzulauf 6 ausgebildet.
[0025] Wie bereits oben erwähnt bewirkt der Systemdruck, dass das Auslöseelement axial verschoben
wird, und infolgedessen wird der Kolben 3 freigegeben. Weiter kann der Schaltkontakt
60 zur Unterbrechung der Stromzufuhr betätigt werden. Das Auslöseelement kann beispielsweise
als abgedichteter Stößel ausgebildet sein und im zweiten Bereich 22 des Gehäuses 10
der Druckeinrichtung geführt sein. Die Feder 80 drückt den Kolben 3 in den Dichtsitz,
so dass die Wasserzufuhr in den Tank sicher unterbrochen ist.
[0026] Zur Abdichtung weist das Auslöseelement beispielsweise eine Ringdichtung 51 auf,
die den Wasseraustritt durch den Bereich 22 aus dem Gehäuse 10 der Druckeinrichtung
unterbindet.
[0027] Offenbart ist ein Warmwasserspeicher, insbesondere ein offener Warmwasserspeicher,
zur Bereitstellung von Warmwasser, mit einem Tank zur Speicherung des Warmwassers,
mit einem Zulauf zur Zuführung von Kaltwasser in den Tank und mit einem Auslauf zur
Entnahme des Warmwassers aus dem Tank, wobei zwischen dem Zulauf und dem Tank eine
Druckeinrichtung angeordnet ist, welche eingerichtet ist einen Überdruck zu erkennen,
und infolgedessen eine Unterbrechung der Wasserzufuhr zum Wassertank gewährleistet
und ferner auch eine Notabschaltung des elektrischen Warmwasserspeichers durchführen
kann.
Bezugszeichenliste
[0028]
- 1
- Warmwasserspeicher
- 2
- Druckeinrichtung
- 3
- Kolben bzw. Dichtelement
- 4
- Tank
- 6
- Zulauf
- 8
- Auslauf
- 10
- Gehäuse
- 20
- Bereich des Gehäuses 10 für den Kolben 3
- 21
- Mantelbereich
- 22
- zweiter Bereich für das als Stößel ausgebildete Auslöseelement
- 31
- Außenfläche des Dichtelements bzw. des Kolbens
- 40
- Wasserbypass
- 50
- Auslöseelement
- 51
- Stirnfläche des Auslöseelements
- 60
- Schaltkontakt zur Abschaltung der Stromzufuhr des Warmwasserspeichers
- 70
- Dichtsitz für den Kolben 3
- 80
- Feder bzw. Federelement
- R
- Mantelstärke des Wasserbypasses
- D
- Durchflussrichtung des Frischwassers bzw. Kaltwassers
1. Warmwasserspeicher (1), insbesondere ein offener Warmwasserspeicher, zur Bereitstellung
von Warmwasser, mit einem Tank (4) zur Speicherung des Warmwassers, mit einem Zulauf
(6) zur Zuführung von Kaltwasser in den Tank (4), mit einem Auslauf (8) zur Entnahme
des Warmwassers aus dem Tank (4), und mit einer zwischen dem Zulauf (6) und dem Tank
(4) angeordneten Druckeinrichtung (2) zum Unterbrechen der Kaltwasserzufuhr im Fehlerfall,
dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (2) ein in Durchflussrichtung (D) des Kaltwassers verschiebbar
angeordnetes Dichtelement (3) aufweist.
2. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) in einem rohrförmigen Bereich (20) der Druckeinrichtung (2)
verschiebbar geführt ist.
3. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Mantelbereich (21) auf der Innenseite des rohrförmigen Bereichs (20)
und einer Außenfläche (31) des Dichtelements (3) ein Wasserbypass (40), durch welchen
die Kaltwasserzufuhr in den Tank (4) verläuft, gebildet ist.
4. Warmwasserspeicher (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserbypass (40) als Hohlzylinder ausgebildet ist, wobei der Wasserdurchfluss
durch den Wasserbypass (40) durch Mantelstärke (R) des Hohlzylinders bestimmt ist.
5. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (2) ein Auslöseelement (50) aufweist, welches derart ausgebildet
ist, um im Fehlerfall das Dichtelement (3) freizugeben.
6. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (50) mit einem Schaltkontakt (60) zum Unterbrechen der Stromzufuhr
des Warmwasserspeichers (1) in einer Funktionsverbindung steht.
7. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslöseelement (50) senkrecht auf die Durchflussrichtung (D) des Kaltwassers
verschiebbar geführt ist.
8. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (2) einen als Dichtsitz ausgebildeten Bereich (70) aufweist,
der mit dem Dichtelement (3) im Fehlerfall zusammenwirkt.
9. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (2) und der Wassertank (4) als integrales Funktionsteil ausgebildet
sind.
10. Warmwasserspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckeinrichtung (2) federelastische Mittel (80) zum Betätigen des Dichtelements
(3) aufweist.