DE3229648A1

DE3229648A1 - Automatische vorrichtung zum schnellerwaermen von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE3229648A1
Application number: DE19823229648
Authority: DE
Inventors: Aldo 00124 Roma Giorgetti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1982-08-09
Publication date: 1983-03-24
Also published as: CA1181457A; GB2107836A; IT1142816B; BR8204893A; ES515572A0; IT8149287A0; ES8308414A1; US4455475A; JPS5860155A; FR2512934B3; GB2107836B; FR2512934A1

Description

Pier Francesco Talenti, 12*3oi*'Stoney*-Cree*k.^oad_/ Potomac, Maryland 20854, U.S.A.

Automatische Vorrichtung zum Sehne11erwärmen von Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft eine automatische Vorrichtung zur Schnellerwärmung bzw. -erhitzung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser.

Seit ungefähr zehn Jahren sind bereits Heizvorrichtungen wie elektrische Wassererhitzer bekannt, in denen das Wasser mittels eines in dem Erhitzer angeordneten elektrischen Heizelements erwärmt wird.

Bekanntermaßen beinhalten die derzeit verwendeten elektrischen Wassererhitzer eine bestimmte Wassermenge, normalerweise 80 oder 100 1, deren Erwärmung von Raumtemperatur auf eine Temperatur von 50-60 °C 6 bis 9 Stunden erfordert. Diese lange Zeit ist ein großer Nachteil, wenn man kurzfristig über das Warmwasser verfügen muß. Andernfalls müßte die Vorrichtung fortwährend in Betrieb gehalten werden, was erhebliche Ausgaben für Energie verursacht.

Außerdem verursacht die Notwendigkeit der Erwärmung einer Wassermenge, die wesentlich größer als die erforderliche ist, unnötige Energieverluste. Ferner müssen die thermischen Verluste des Wasserspeicher-Erhitzers durch Leitung und Konvektion in Betracht gezogen werden, was eine zusätzliche Steigerung des Energieverbrauchs und damit der Betriebskosten verursacht.

All diese Verluste führen zu schwerwiegenden wirtschaftlichen Nachteilen, besonders angesichts der derzeitigen Energiekrise, die eine fortlaufende Steigerung der Kosten für elektrische Energie verursacht.

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Es sind außerdem Sofort-Erhitzer für Wasser bekannt, die jedoch eine bemerkenswerte Energie (von ungefähr 3 kW) erfordern und für weniger als 1 1 Wasser/min, einer Temperatur von ungefähr 35-40 C sorgen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine automatische Vorrichtung zur Erwärmung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Erhitzer vermeidet oder zumindest wesentlich verringert .

Diese Aufgabe wird durch eine automatische Vorrichtung zur Schnellerwärmung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, gelöst, die

- mindestens zwei Behältnisse mit Leitungen zur Zufuhr kalten Wassers in ihrem unteren Bereich und mit jeweils einem Heizelement ;

- einen Behälter, in den abwechselnd erwärmtes Wasser aus Auslässen der einzelnen Behältnisse eingespeist wird;

- erste Steuermittel zur abwechselnden Betätigung der Auslässe;

- auf den Druck im Behälter ansprechende zweite Steuermittel zum Verbinden oder Trennen der Heizmittel; und

- auf den Druck in den Behältnissen ansprechende dritte Steuermittel zum Trennen der Heizmittel und der ersten Steuermittel der Auslässe

umfaßt.

Die Steuermittel für die Auslässe der einzelnen Behältnisse sind so angeordnet, daß abwechselnd dem Behälter bzw. Tank eine Menge heißer Flüssigkeit zugeführt wird, die dem Volumen eines Behältnisses geteilt durch die Anzahl der Behältnisse

entspricht, so daß die Menge des in den Behälter fließenden Wassers bei jedem vollständigen Zufluß nie größer als das Volumen eines einzelnen Behältnisses ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung näher erläutert, die nur eine sich auf einen Wassererhitzer beziehende Ausführungsform zeigt, obwohl selbstverständlich diese Vorrichtung für die schnelle und wirtschaftliche Zurverfügungstellung irgendeiner heißen Flüssigkeit verwendet werden kann. Diese Beschreibung gibt auch weitere Ausbildungsformen und Vorteile der Erfindung wieder.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Ansicht des Wassererhitzers nach der Erfindung im senkrechten Schnitt mit drei Heizbehältnissen und einem mit den Behältnissen verbindbaren Behälter bzw. Tank zur Abgabe erhitzten Wassers,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise entlang der Linie B-B der Fig. 1 geschnittene Draufsicht und

Fig. 4 einen Querschnitt einer Steuerwelle zur Zuführung von Wasser von dem einzelnen Behältnis zu dem Tank.

Wie in den Figuren, insbesondere in Fig. 1 gezeigt, umfaßt der automatische Wassererhitzer nach der Erfindung eine Reihe einzelner Behältnisse. In der als anschauliches Beispiel in der Zeichnung gezeigten speziellen Ausführungsform sind drei Behältnisse vorgesehen, die in der Zeichnung mit den Buchstaben A, B, C bezeichnet sind, jedoch versteht sich ohne weiteres,

daß deren Anzahl von den Erfordernissen einer vorhandenen Anlage abhängt, die mit Warmwasser zu versorgen ist. Deshalb wird bei einer Anlage, die beispielsweise eine Mehrzahl Duschen umfaßt, die Anzahl der Behältnisse im Verhältnis entsprechend vergrößert werden.

In jedem der Behältnisse ist ein elektrisches Heizelement 9 vorgesehen. Das Wasser wird den Behältnissen gleichzeitig durch eine Zulaufleitung E, die mit einem Strömungssteuerventil 13 versehen ist, und über Einlaßanordnungen 12 am Behältnisboden zugeführt.

Im oberen Teil der Behältnisse A, B und C ist in einem seitlichen Ansatz 1 eine einzelne Austrittsleitung 15 vorgesehen, durch die das von den einzelnen Behältnissen gelieferte Warmwasser einem Behälter bzw. Tank S zugeführt wird, der mit der Warmwasserleitung (VerbraucherIeitung) durch einen Ausfluß U in seinem unteren Teil verbunden ist.

Der Tank S hat in seiner oberen Wandung eine öffnung 18, die mittels einer elastischen Membran 4 verschlossen ist. über dieser Membran 4 sind zwei Hebelarme 19 angeordnet, die an ihrem einen Ende über einen Zapfen 20, der am Rand des Tanks S vorgesehen ist, schwenkbar gelagert sind.

Diese Hebelarme 19 weisen jeweils eine Klinke 2 auf, die an der elastischen Membran 4 anliegt bzw. diese berührt.

Das andere Ende der Hebelarme 19 ist mit einem elektrischen Kontakt 7 versehen, dem über eine Leitung 3, für die die Arme Anschlüsse 19 tragen, elektrischer Strom zugeführt wird.

Der Kontakt 7 liegt auf einem Gegenkontakt 7 auf, der an ein Heizelement 9 des Behältnisses A den elektrischen Strom liefert. Die Heizelemente 9 der übrigen Behältnisse sind mit dem des Behältnisses A durch elektrische Verbindungen 10 verbunden.

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An einer zwischen den Klinken 2 und den Kontakten 7 befindlichen Stelle wird jeder Hebelarm 19 nach unten in Kontaktlage mit den Heizelementen 9 beaufschlagt, und zwar mittels einer Zugfeder 5.

Neben dieser Feder 5 ist ein Thermostatventil 14 zum Anheben der Hebelarme 19 und damit zum Unterbrechen des elektrischen Kontakts vorgesehen, wenn aus irgendeinem Grund die Wassertemperatur die eingestellte Temperatur überschreitet.

Das warme Wasser wird dem Tank S von den Behältnissen A, B, C über die Austrittsleitung 15 zugeführt, die im oberen Teil des Gehäuses der Erhitzers vorgesehen ist. In der Austrittsleitung 15 ist unter Zwischenlagerung einer Dichtung 16 eine drehbare hohle Welle 17 angeordnet, die Durchbrechnungen bzw. Löcher 17' aufweist. Diese sind in Übereinstimmung mit den Auslaßlöchern der einzelnen Behältnisse und gegeneinander in einem Winkel von 60 im Falle von drei Behältern versetzt vorgesehen sind, wie sie die Ausführungsform der Zeichnung zeigt.

Die Drehbewegung der Welle 17 wird mittels eines kleinen Elektromotors 11 erzielt, der über die elektrischen Verbindungen 10 mit Strom versorgt wird, die den Strom den Heizelementen der Behältnisse B und C zuführen.

Die Arbeitsweise des Wassererhitzers nach der Erfindung ist wie folgt:

Das öffnen eines Warmwasserhahns erzeugt in dem Tank S einen Unterdruck, der die elastische Membran 4, auf der die Klinken 2 aufliegen,: auslenkt, so daß die Zugfedern 5 die Hebelarme 19 in die Kontaktlage der Kontakte 7 ziehen, wodurch sowohl die Heizelemente 9 der Behältnisse A, B und C als auch der Motor 11 mit elektrischem Strom versorgt werden. Dadurch wird die drehbare Welle 17 in Drehung versetzt, und es wird damit abwechselnd von den Behältnissen A, B und C dem Heißwasserbehälter S Wasser zugeführt.

Das Schließen des Warmwasserhahnes erhöht den Druck in dem Tank S, wodurch die elastische Membran 4 nach oben ausgelenkt wird, die Kontakte 7 trennt und den gesamten Erhitzer außer Betrieb setzt.

Sollte ein Wassermangel eintreten, so bildet sich außer in dem Tank S ebenfalls in den Behältnissen A, B und C ein Unterdruck auf. Um in einem solchen Fall die Stromzuführung zu den Heizelementen 9 wie auch zu dem Motor 11 zu unterbinden, ist das den Kontakt 7 tragende Heizelement in einem elastischen Balg 8, der beispielsweise aus Gummi besteht, angeordnet. Bei Sinken des Drucks senkt sich der Balg 8 in ausreichendem Maße ab, um die elektrische Verbindung der Kontakte 7 zu unterbrechen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Behältnisse A, B, C und der Tank S einen gemeinsamen Plastik-Körper, der eine hohe mechanische Festigkeit hat und gegen Temperaturen über 150 ⁰C beständig ist. Dieser Körper des Wassererhitzers ist in einem festen äußeren Schutzgehäuse angeordnet.

Die Gesamtabmessungen des ganzen Erhitzers sind geringer als diejenigen herkömmlicher Erhitzer und bieten den Vorteil einer flachen Form, die ein besseres Anpassen an die Wand ermöglicht, an der der Erhitzer anzuordnen ist.

Natürlich entspricht der Abstand zwischen der Zulaufleitung E für Kaltwasser und der Ausflußleitung ü für Warmwasser dem genormten Abstand bereits vorhandener Leitungen bzw. Leitungssysteme, so daß die Anbringung des Wassererhitzers keine Änderung solcher Leitungen erfordert.

Der Erhitzer der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, der aus Kunststoff hergestellt ist und eine Wasserabgabe von 4 bis 5 l/min von 50-60 ⁰C warmem Wasser hat, erfordert eine Gesamtleistung von 1,5-1,8 kW, hat Gesamtabmessungen von 30 χ 30 χ 10 cm und ein Gewicht von ungefähr 6 kg. Bei dem

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gegenwärtigen Preisniveau elektrischer Energie belaufen sich die Kosten zur Erzeugung einer gleichen Menge Warmwasser mit den vorerwähnten Temperaturen auf ungefähr 1/16 bis 1/20 der Kosten herkömmlicher Erhitzer und liegen damit wesentlich geringer als diese (0.5 ital. Lira gegenüber 8 bis 10 ital. Lira für einen Liter Warmwasser).

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist als Mittel zum abwechselnden Steuern der Ausflüsse heißer Flüssigkeiten ein System verwendet worden, das sowohl den kleinen Elektromotor als auch die Drehwelle zur Zuführung des Warmwassers zum Tank umfaßt. Es stellt jedoch für den Fachmann keine Schwierigkeit dar, dieses System beispielsweise durch Ventile zu ersetzen, die so betätigt werden, daß sie wechselweise die Auslaßöffnungen der Behältnisse öffnen und schließen, die natürlich nicht unbedingt in linearer Anordnung angeordnet zu werden brauchen, sondern für die irgendeine andere geometrische Anordnung wie z.B. eine kreisförmige, rechtwinklige, dreieckige oder ähnliche Anordnung möglich ist.

Weiterhin können natürlich die Verbindungs- und Trennmittel der Heizelemente durch andere Systeme ersetzt werden, die auf den Druck in dem Tank und in einem der Behältnisse ansprechen.

Somit ist die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel derselben offenbart worden, jedoch können selbstverständlich verschiedene Änderungen vorgesehen werden, ohne daß dadurch der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Leerseite

Claims

Pier Francesco Talenti, 1 2SOt'S'feoney.ci.eelc -Road', Potomac, Maryland 20854, U.S.A.

Automatische Vorrichtung zum Schnellerwärmen von Flüssigkeiten

Patentansprüche :

Automatische Vorrichtung zum Schnellerwärmen von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung

mindestens zwei Behältnisse (A, B, C) mit Leitungen (E, 12) zur Zufuhr kalten Wassers in ihrem unteren Bereich und jeweils mit Heizmitteln (9);

einen Behälter (S), in den abwechselnd warmes Wasser aus Auslässen (15) der einzelnen Behältnisse eingespeist wird;

Steuermittel (11, 17, 17') zur abwechselnden Betätigung der Auslässe der Behältnisse;

auf den Druck im Behälter ansprechende Mittel (4, 5, 7, 19) zum Verbinden oder Trennen der Heizmittel und der Steuermittel; und

auf Unterdruck in einem der Behältnisse (A) ansprechende Mittel (8) zum Trennen der Heizmittel und der Steuermittel der Auslässe
umfaßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß die Heizmittel (9) elektrische Widerstände umfassen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die auf den Druck im Behälter (S) ansprechenden Mittel einen Hebelarm (19) umfassen, der an seinem einen Ende schwenkbar an dem Behälter (S) gelagert ist, dessen anderes Ende zwei mit einer elektrischen Stromquelle (3) verbundene und mit zwei Kontaktelementen (7) des Heizwiderstandes eines benachbarten Behältnisses (A) in Kontakt tretende Kontakte (7) aufweist

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und der eine nach unten sich erstreckende, gegen ein auf den Druck im Behälter ansprechendes elastisches Element anstoßende Klinke (2) an einem Zwischenteil des Arms aufweist, der unter Federkraft (5) in eine elektrische Kontaktposition mit den Kontaktelementen gedrückt bzw. gezogen wird, wobei der Heizwiderstand des dem Behälter benachbarten Behältnisses sowohl mit den Heizwiderständen der folgenden Behältnisse als auch mit den Steuermitteln (11, 17, 17') der Auslässe

(15) der einzelnen Behältnisse elektrisch verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anpsruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die auf den Druck im Behälter (S) ansprechenden Mittel eine von oben auf dem Behälter angeordnet elastische Membran (4) umfassen, die im Falle eines Unterdrucks im Behälter aufgrund der öffnung eines Warmwasserhahns auslenkbar ist, so daß die Federkraft (5) den Kontakt (7) des Hebelarms (19) in Kontaktlage mit den Kontaktelementen (7) des Heizwiderstandes (9) des benachbarten Behältnisses (A) drückt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuermittel der Behältnisauslässe (15) einen kleinen Elektromotor (11) und eine von dem Motor betätigte, in Übereinstimmung mit den Behältnisauslässen durch Zwischenlagerung von Dichtungen

(16) angeordnete drehbare hohle Welle (17) umfassen, die mit einer Mehrzahl Löchern (17¹) versehen ist, deren Zahl der Anzahl der Einzelauslässe entspricht, wobei die Löcher gegeneinander jeweils um einen Winkel von 180 :n versetzt sind und η die Anzahl der Behältnisse (A, B, C) ist, so daß beim Drehen der Hohlwelle das heiße Wasser abwechselnd durch die Löcher der Welle in den Behälter (S) eintritt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die auf den Druck in einem der Behältnisse (A) ansprechenden Mittel einen elastischen Balg (8) umfassen, in dem der Heizwiderstand

(9) angeordnet ist, so daß sich im Falle eines Unterdrucks in dem Behältnis der Balg absenkt und die Trennung der Heiz widerstände bewirkt.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zum Trennen der Heizmittel (9) bei Erhitzung der Flüssigkeit auf eine zu hohe Temperatur ein Thermostatventil (14) vorgesehen ist.