EP2294340A2 - Warmwassergerät - Google Patents

Warmwassergerät

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Publication number
EP2294340A2
EP2294340A2 EP09749803A EP09749803A EP2294340A2 EP 2294340 A2 EP2294340 A2 EP 2294340A2 EP 09749803 A EP09749803 A EP 09749803A EP 09749803 A EP09749803 A EP 09749803A EP 2294340 A2 EP2294340 A2 EP 2294340A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
heating element
inlet
inlet point
partially covering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP09749803A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2294340B1 (de
Inventor
Bernd Schröder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2294340A2 publication Critical patent/EP2294340A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2294340B1 publication Critical patent/EP2294340B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/20—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
    • F24H1/201—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply
    • F24H1/202—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply with resistances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0015—Guiding means in water channels

Definitions

  • the present invention relates to a water heater, at least comprising a hot water tank, a water inlet, a water outlet, a heating element and a means for at least partially covering the water inlet.
  • Water heaters for heating water with a water tank are well known in the art.
  • a water inlet is usually provided at the bottom of the tank through which cold water can flow into the tank.
  • a water drain is usually provided, through which the water can leave the tank and be supplied to the user. Since warm water accumulates on the upper side of the tank, such an arrangement ensures that the water at the outlet has the highest temperature. If cold water flows into the tank after heavy hot water has been drawn, a considerable amount of time passes until hot water is available again. If the cold water flows directly into the tank via the water inlet, this can cause turbulences that cause the upper layer of hot water to be swirled with cold water.
  • the hot water device which has at least one water tank, a water inlet, a water outlet, a heating element and a means for at least partially covering an inlet point of the water inlet, characterized in that the heating element connected to the means for at least partially covering the inlet point of the water inlet is, wherein the water is at least partially reflected by the means for at least partially covering the inlet point of the water inlet to the bottom of the water tank.
  • this means is provided for covering the inlet point after completion of the water tank is mounted. This is usually done by mounting the means for covering the inlet together with the heating element. This will also allow a means to
  • a preferred heating element comprises two at least partially parallel to each other extending tubes, which preferably extend through a wall of the water tank into the water tank.
  • the reaching into the tank ends of the tubes are preferably connected to each other by a connecting piece of pipe, which is particularly preferably U-shaped.
  • the tubes extend from a side wall of the water tank in use into the water tank.
  • the means for at least partially covering the inlet point is attached to the two tubes of the heating element, particularly preferably in the section in which they run parallel to one another. This advantageously achieves that the means is attached to the heating element at two locations.
  • This embodiment of the invention can be counteracted in particular undesirable twisting, bending or even breaking the means for at least partially covering the inlet point of the heating element. Because the agent may be exposed to a considerable flow pressure due to the flow at the inlet point covered by it, which must withstand the means.
  • the heating element is located in the vicinity of the inlet and the incoming water can thus be heated early and thus accelerates the water heating.
  • the means for at least partially covering the inlet point extends substantially in a plane parallel to the plane defined by the parallel pipe sections.
  • the preferred means extends from the bottom of the water tank substantially in a plane above the plane of the heating element section to which it is attached. This makes it possible that the water already has to pass through the heating element before it is deflected at the center.
  • the heating element has a bottom portion in which portions of the tubes are substantially parallel to the bottom of the water tank, namely preferably in the lower half of the water tank, more preferably in the lower third of the water tank, more preferably in the lower fifth of the water tank, particularly preferably in the lower tenth of the water tank, each based on the fillable height of the water tank.
  • a particularly favorable heating of the water in the tank through the heating element is possible, inter alia, because due to the temperature-dependent density of the water, cold water generally drops down and warm water rises to the top.
  • the tubes of the heating element are guided at one point through a wall of the water tank into the water tank, which is farther from the bottom of the water tank than the bottom portion of the heating element.
  • the heating element preferably comprises a section which is perpendicular to the plane of the floor or inclined at least in the direction of the floor in order to bring the bottom section of the heating element to the ground.
  • the means for at least partially covering the inlet point is preferably attached to the portions of the two tubes of the heating element, which run substantially parallel to the bottom of the water tank.
  • the water inlet through which cold water can flow into the tank is usually provided on the tank bottom.
  • the preferred means extends perpendicular to the longitudinal direction of the pipe sections preferably over the entire defined by the two tubes of the portion of the heating element, which is substantially parallel to the bottom of the water tank width, from the outside of the one to the outside of the other pipe section.
  • the means for at least partially covering the inlet point preferably extends only over a part of the portion of the heating element which is substantially parallel to the bottom of the water tank, preferably the part which faces the inlet point.
  • the means extends substantially over the entire bottom section of the heating element. It has proven to be advantageous if a thermal contact between the heating element and the means for at least partially covering the inlet point of the water inlet exists. As a result, the inflowing cold water is already heated when flowing into the tank, whereby an accelerated water heating is effected.
  • the means for at least partially covering the inlet point of the water inlet comprises a metal.
  • This can be provided in a particularly favorable manner durable means for covering the water inlet.
  • the means for at least partially covering the inlet point of the water inlet can be embodied in various forms, e.g. round, elliptical, square, square, square, diamond-shaped or in another form.
  • a preferred means for at least partially covering the inlet point is formed as a plate, particularly preferably as a sheet. It preferably extends substantially parallel to the plane of the opening of the inlet point.
  • a respective guide surface is arranged on at least one, preferably at least two opposite sides, which is angled relative to the plane of the means, preferably perpendicular, and protrudes from this plane, preferably in the direction of the inlet point.
  • the guide surface or guide surfaces are preferably formed integrally with the means for at least partially covering the inlet point.
  • the incoming water which is deflected on the means for at least partially covering the inlet point, can flow away in a direction parallel to the plane of the device. Instead, a portion of the water can be directed towards the inlet again and thereby advantageously counteracted mixing with water in higher regions in the water tank.
  • the guide surface or surfaces preferably extend from the means to the heating element. This can advantageously be achieved that this part of the water must pass through the heating element twice.
  • the means for at least partially covering the inlet point on at least two fastening elements which are provided with perforations through which the pipe sections are guided, to which the means is attached.
  • the fastening elements are preferably designed as tongues whose plane extends in each case perpendicular to the plane of the means for at least partially covering the inlet point.
  • the longitudinal axis of the tube section which passes through the respective fastening element preferably extends perpendicular to the plane of the fastening element.
  • the fastening element can be attached directly to the means for at least partially covering the inlet point or eg also on a guide surface.
  • the fastening element is integrally formed with the means for at least partially covering the inlet point and / or the guide surface.
  • the fastening elements are fastened by pressing on their respective associated pipe sections.
  • the fastening element preferably adjacent to the through hole on a hollow cylinder which surrounds the tube, the hollow cylinder can be advantageously pressed by externally applied forces on the pipe section to secure the means for at least partially covering the inlet point on the pipe.
  • the hollow cylinder is preferably formed integrally with the fastening element. It is preferably made of metal. Particularly preferably, the hollow cylinder is made of the same material as the tube. This can be counteracted advantageously a release of the attachment due to different thermal expansion coefficients of the materials.
  • the means for covering the inlet point of the water inlet is welded to the wall of the water tank. This ensures a particularly strong and permanent attachment.
  • the means for covering the inlet point of the water inlet is connected to one end of the heating element. This ensures a great creative freedom. It is particularly advantageous if the water, which is reflected by the means for covering the inlet point of the water inlet, is in direct thermal contact with the heating element. This causes a particularly effective energy yield and a very rapid heating of the water.
  • Fig. 1 is a water heater according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a heating element of a water heater with a means for at least partially covering the inlet point according to a further embodiment of the invention in a perspective side view;
  • FIG. 3 shows the arrangement of FIG. 2 in a perspective detail view rotated by 90 °
  • Fig. 4 is a fastener of a means for at least partially covering the inlet point of the arrangement of Figures 2 and 3 in a perspective view.
  • Fig. 1 shows a water heater 1, which comprises a water tank 2, a water inlet 3, a water outlet 4, a heating element 5 and a means 6 for at least partially covering the inlet point 7 of the water inlet.
  • the water inlet 3 is arranged at the lower end of the water tank 2.
  • the water drain 4 is attached to a very high position, just below the top wall of the water tank. This has the advantage that runs through the water outlet 4 water with the highest temperature, which accumulates in the tank 2 in the upper part of the water tank.
  • the heating element 5 is in this case connected to a means 6 for at least partially covering the inlet point 7 of the water inlet 3.
  • the means 6 for at least partially covering the inlet point 7 with the heating element 5 is connected.
  • the heating element 5 comprises a base plate 10, two heating wires 9a and 9b and a sensor 8.
  • the inflowing water is covered by the means 6 for covering the inlet point 7 of the water inlet 3, wherein the means 6 is in contact with the heating element 5, it is possible that the water is reflected to the bottom of the tank 2, and is heated simultaneously by the heating element 5.
  • the heating element 5 has two heating wires 9a and 9b, via which the heat is transferred.
  • the heating element 5 has a sensor 8, which determines the temperature of the water within the water tank 2, and, if necessary, regulates the heating power.
  • the invention can be aptly described as follows: Water heaters usually have a pipe at their water inlet. This has the disadvantage that the inflowing water flows directly into the center of the tank, and is not directed to the bottom of the tank. To improve coverings are often welded into the tank, here reflect the incoming water to the bottom of the tank. The disadvantage here is that welding of such a cover is possible only via a liquid enamel. This is usually very expensive and time consuming. In addition, it is necessary to select a particularly high-quality steel in order to avoid the formation of fish scales (fish scaling). These fish scales can arise from the fact that steel from Inferior quality forms bubbles that penetrate the enamel layer, thus destroying the enamel layer. This destroyed layer of enamel can sometimes take on the appearance of fish scales.
  • fish scaling fish scaling
  • the means for covering the water inlet connected to the heating element it is possible to install the means for covering after completion of the water tank by being introduced together with the heating element in the water tank.
  • the means 6 for covering the water supply point 7 is in contact with the heating element 5, it is possible that the inflowing water flows directly into the means 6 for covering the inlet 7, and is reflected to the bottom of the tank 2. In addition, it can still be heated during this process.
  • the advantages of this device are that a turbulence of the upper hot water layers can be avoided with inflowing cold water.
  • the means 6 for covering the water inlet 7 may be formed in any shapes and dimensions.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a heating element 5 of a hot water device according to the invention.
  • a heating element 5 of a hot water device according to the invention.
  • two parallel tubes 12, 13 of the heating element 5 are guided into the water tank.
  • the tubes are guided in a section 14, 15 near the flange essentially perpendicularly in the direction (in FIGS. 2 and 3 below) of the tank bottom (the tank bottom is not shown in FIGS. 2 to 4) and extend there in a base section 16, 17 substantially parallel to the tank bottom in the lower tenth of the tank.
  • the ends of the tubes (in Fig. 2 left) are connected by a U-shaped pipe section 18 with each other. Through the pipe loop thus formed, a heating wire, not shown in FIGS. 2 to 4, is guided.
  • the means designed as a baffle means 6 for at least partially covering the inlet point, not shown in Figures 2 to 4 is fixed at two opposite points on the one 16 and another pipe section 17 of the parallel pipe sections 16, 17 of the bottom portion of the heating element 5. It runs parallel to the plane defined by the two pipe sections 16, 17, which in turn runs parallel to the bottom of the water tank and parallel to the opening of the inlet point. It is arranged so that it completely covers the entry point.
  • the baffle plate extends in the direction transverse to the longitudinal extension of the pipe sections 16, 17 of the bottom portion over the entire defined by these pipe sections 16, 17 width from the outside of the one 16 to the outside of the other tube 17. In the direction of the longitudinal extent of the pipe sections extends substantially the same distance in the vicinity of the U-shaped connection 18 of the pipe ends.
  • These hollow cylinders 23, 24 can be pressed against the respective pipe section 16, 17 from the outside in order to secure the baffle plate against displacement in the longitudinal direction of the pipe sections 16, 17.
  • Baffle plate, guide surfaces 19, 20 and fasteners with the short hollow cylinders 23, 24 are integrally made of the same material as the tubes 12, 13. Due to the one-piece production, the production can be substantially simplified. Characterized in that the same material is selected, as that of the tubes 12, 13, a release of the attachment by different expansion coefficients of tube 12, 13 and fastener can be counteracted.
  • the system of heating element 5 and means 6 for at least partially covering the inlet point is easy to construct and assemble, advantageously counteracts unwanted mixing of hot and cold water, promotes beneficial the rapid warming of the water and is held by their construction safely above the inlet.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Warmwassergerät (1), wenigstens umfassend einen Wassertank (2), einen Wasserzulauf (3), einen Wasserablauf (4), ein Heizelement (5) sowie ein Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken einer Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs (3). Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Heizelement (5) mit dem Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs (3) verbunden ist, wobei das Wasser durch das Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs (3) zumindest teilweise zum Boden des Wassertanks (2) reflektiert wird.

Description

Warmwassergerät
Beschreibung
Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Warmwassergerät, wenigstens umfassend einen Warmwassertank, einen Wasserzulauf, einen Wasserablauf, ein Heizelement sowie ein Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken des Wasserzulaufes.
Stand der Technik
Warmwassergeräte zum Wärmen von Wasser mit einem Wassertank sind in einer Vielzahl im Stand der Technik bekannt. Bei diesen Geräten ist in der Regel an der Tankunterseite ein Wassereinlauf vorgesehen, durch den kaltes Wasser in den Tank strömen kann. An der Tankoberseite ist meist ein Wasserablauf vorgesehen, durch den das Wasser den Tank verlassen und dem Anwender zugeführt werden kann. Da warmes Wasser sich an der Tankoberseite ansammelt, wird durch eine solche Anordnung gewährleistet, dass das Wasser am Wasserablauf die Höchsttemperatur hat. Strömt nun nach starker Heißwasserentnahme kaltes Wasser in den Tank, so vergeht mitunter eine beträchtliche Zeit, bis wieder heißes Wasser zur Verfügung steht. Strömt das kalte Wasser über den Wasserzulauf direkt in den Tank, so kann dies Verwirbelungen bewirken, die dazu führen, dass die oben liegende Warmwasserschicht mit kaltem Wasser verwirbelt wird. Um dies zu vermeiden, ist es im Stand der Technik bekannt, eine Prallfläche vorzusehen, gegen die das kalte einströmende Wasser prallt, und dann zurückgeworfen wird. Gewöhnlich wird dieses Prallblech nach Fertigstellung des Wassertanks installiert. Dazu wird es durch die Öffnung des Wasserzulaufs eingeführt. Dies hat den Nachteil, dass die Größe des Prallbleches auf den Radius des Wasserzulaufs beschränkt ist. Der Erfindung zurgrundeliegende Aufgabe
Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Warmwassergerät zur Verfügung zu stellen, welches die genannte Problematik vermeidet.
Erfindungsgsemäße Lösung
Diese Aufgabe wird durch ein Warmwassergerät mit den Merkmalen gemäß Patenanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Warmwassergerät, welches wenigstens einen Wassertank, einen Wasserzulauf, einen Wasserablauf, ein Heizelement sowie ein Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken einer Einlaufstelle des Wasserzulaufs aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Heizelement mit dem Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle des Wasserzulaufs verbunden ist, wobei das Wasser durch das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle des Wasserzulaufs zumindest teilweise zum Boden des Wassertanks reflektiert wird. Dadurch wird gegenüber dem Stand der Technik eine erhebliche Verbesserung erzielt. Dies betrifft sowohl die Verbesserung der Energieausnutzung als auch die Verbesserung der Montagemöglichkeiten.
Dadurch, dass das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle des Wasserzulaufs mit dem Heizelement verbunden ist, wird ermöglicht, dass dieses Mittel zum Abdecken der Einlaufstelle nach Fertigstellung des Wassertanks montiert wird. Dies erfolgt in der Regel dadurch, dass das Mittel zum Abdecken der Einlaufstelle gemeinsam mit dem Heizelement montiert wird. Dadurch wird es auch ermöglicht, dass ein Mittel zum
Abdecken der Einlaufstelle montiert wird, dessen Radius größer ist als der Radius des Wasserzulaufs. Durch den größeren Radius wird das einströmende Wasser besser reflektiert, und somit das einströmende kalte Wasser besser vom warmen Wasser getrennt. Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
Vorteilhafte Aus- oder Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein bevorzugtes Heizelement umfasst zwei wenigstens abschnittsweise parallel zueinander verlaufende Rohre, die vorzugsweise durch eine Wandung des Wassertanks in den Wassertank hineinreichen. Die in den Tank hineinreichenden Enden der Rohre sind vorzugsweise durch ein verbindendes Rohrstück, das besonders vorzugsweise U- förmig ausgebildet ist, miteinander verbunden. Vorzugsweise reichen die Rohre von einer im Gebrauch seitlichen Wandung des Wassertanks in den Wassertank hinein.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle an den zwei Rohren des Heizelements befestigt, besonders vorzugsweise in dem Abschnitt, in dem sie parallel zueinander verlaufen. Dadurch ist vorteilhaft erreichbar, dass das Mittel an zwei Stellen an dem Heizelement befestigt ist. Diese Ausführung der Erfindung kann insbesondere einem unerwünschten Verdrehen, Verbiegen oder gar Abbrechen des Mittels zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle von dem Heizelement entgegengewirkt werden. Denn das Mittel kann aufgrund der Strömung an der von ihm abgedeckten Einlaufstelle einem erheblichen Strömungsdruck ausgesetzt sein, dem das Mittel standhalten muss.
Ein weiterer erreichbarer Vorteil besteht darin, dass das Heizelement sich in der Nähe des Einlasses befindet und das einströmende Wasser dadurch schon früh erwärmt werden kann und sich damit die Wassererwärmung beschleunigt. Vorzugsweise erstreckt sich das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle im Wesentlichen in einer Ebene parallel zur Ebene, die durch die parallel verlaufenden Rohrabschnitte definiert wird. Das bevorzugte Mittel erstreckt sich vom Boden des Wassertanks aus gesehen im Wesentlichen in einer Ebene über der Ebene des Heizelementabschnitts, an dem es befestigt ist. Dadurch ist erreichbar, dass das Wasser das Heizelement schon passieren muss, bevor es an dem Mittel umgelenkt wird.
Vorzugsweise weist das Heizelement einen Bodenabschnitt auf, in dem Abschnitte der Rohre im Wesentlichen parallel zum Boden des Wassertanks verlaufen, und zwar vorzugsweise in der unteren Hälfte des Wassertanks, besonders vorzugsweise im unteren Drittel des Wassertanks, besonders vorzugsweise im unteren Fünftel des Wassertanks, besonders vorzugsweise im unteren Zehntel des Wassertanks, jeweils bezogen auf die befüllbare Höhe des Wassertanks. Dadurch ist eine besonders günstige Erwärmung des Wassers im Tank durch das Heizelement möglich, u.a. weil aufgrund der temperaturabhängigen Dichte des Wassers kaltes Wasser im Allgemeinen nach unten sinkt und warmes Wasser nach oben steigt. Vorzugsweise ist der Wassereinlauf, durch das das Wasser den Tank verlassen und einer Anwendung zugeführt werden kann, an der Tankoberseite vorgesehen. Durch eine solche Anordnung kann gewährleistet werden, dass das Wasser am Wasserablauf die Höchsttemperatur hat.
In einer Ausführung der Erfindung werden die Rohre des Heizelements an einer Stelle durch eine Wandung des Wassertanks in den Wassertank geführt, die weiter vom Boden des Wassertanks beabstandet ist als der Bodenabschnitt des Heizelements. In diesem Fall umfasst das Heizelement vorzugsweise einen relativ zur Ebene des Bodens senkrechten oder zumindest in Richtung des Bodens geneigten Abschnitt, um den Bodenabschnitt des Heizelements an den Boden heranzuführen.
Das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle ist vorzugsweise an den Abschnitten der zwei Rohre des Heizelements, die im Wesentlichen parallel zum Boden des Wassertanks verlaufen, befestigt. Mit dieser Ausführung der Erfindung kann ausgenutzt werden, dass der Wassereinlauf, durch das kaltes Wasser in den Tank strömen kann, in der Regel an der Tankunterseite vorgesehen ist. Das bevorzugte Mittel erstreckt sich senkrecht zur Längsrichtung der Rohrabschnitte vorzugsweise über die gesamte durch die zwei Rohre des Abschnitts des Heizelements, der im Wesentlichen parallel zum Boden des Wassertanks verläuft, definierten Breite, von der Außenseite des einen bis zur Außenseite des anderen Rohrabschnitts. In Längsrichtung der Rohrabschnitte erstreckt sich das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle vorzugsweise nur über einen Teil des Abschnitts des Heizelements, die im Wesentlichen parallel zum Boden des Wassertanks verläuft, und zwar vorzugsweise den Teil, der der Einlaufstelle gegenüberliegt. Es sind aber auch Ausführungen denkbar, in denen sich das Mittel im Wesentlichen über den gesamten Bodenabschnitt des Heizelements erstreckt. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn ein thermischer Kontakt zwischen dem Heizelement sowie dem Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle des Wasserzulaufes besteht. Dadurch wird das einströmende Kaltwasser bereits beim Einströmen in den Tank erwärmt, wodurch eine beschleunigte Wassererwärmung bewirkt wird.
Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle des Wasserzulaufs ein Metall umfasst. Dadurch können in besonders günstiger Weise haltbare Mittel zum Abdecken des Wassereinlaufs zur Verfügung gestellt werden. Dabei kann das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle des Wasserzulaufs in verschiedenen Formen ausgebildet sein, so z.B. rund, elyptisch, eckig, quadratisch, viereckig, rautenförmig oder in einer anderen Form.
Ein bevorzugtes Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle ist als Platte ausgebildet, besonders vorzugsweise als Blech. Es erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Ebene der Öffnung der Einlaufstelle. In einer Ausführung der Erfindung ist an mindestens einer, vorzugsweise mindestens zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Leitfläche angeordnet, die gegenüber der Ebene des Mittels abgewinkelt ist, vorzugsweise senkrecht, und aus dieser Ebene herausragt, vorzugsweise in Richtung der Einlaufstelle. Die Leitfläche oder Leitflächen sind vorzugsweise einstückig mit dem Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle gebildet. Dadurch kann an der Stelle, an der eine Leitfläche angeordnet ist, vorteilhaft verhindert werden, dass das an dem Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle umgelenkte einlaufende Wasser in eine Richtung parallel zur Ebene des Mittels abströmen kann. Stattdessen kann ein Teil des Wassers wieder in Richtung Einlass geleitet und dadurch vorteilhaft einem Vermischen mit Wasser in weiter oben liegenden Regionen im Wassertank entgegengewirkt werden. In einer Ausführung der Erfindung, in der das Mittel vom Boden des Wassertanks aus gesehen im Wesentlichen in einer Ebene über der Ebene der Heizelementabschnitts angeordnet ist, an dem es befestigt ist, reicht die Leitläche oder reichen die Leitflächen vorzugsweise vom Mittel bis zum Heizelement. Dadurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass dieser Teil des Wassers das Heizelement zweimal passieren muss. Zur Befestigung an den Rohren weist das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle mindestens zwei Befestigungselemente auf, die mit Durchlöchern versehen sind, durch die die Rohrabschnitte geführt sind, an denen das Mittel befestigt ist. Hierdurch ist vorteilhaft erreichbar, dass das Mittel einfach auf das Heizelement aufgeschoben werden kann. Außerdem kann durch Formschluss sicher einem Lösen des Mittels vom Heizelement entgegengewirkt werden. Die Befestigungselemente sind vorzugsweise als Zungen ausgebildet, deren Ebene sich jeweils senkrecht zur Ebene des Mittels zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle erstreckt. Die Längsachse des Rohrabschnitts, der durch das jeweilige Befestigungselement läuft, erstreckt sich vorzugsweise senkrecht zur Ebene des Befestigungselements. Das Befestigungselement kann direkt an dem Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle oder z.B. auch an einer Leitfläche angebracht sein. Vorzugsweise ist das Befestigungselement mit dem Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle und/oder der Leitfläche einstückig gebildet.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Befestigungselemente durch Anpressen an den ihnen jeweils zugeordneten Rohrabschnitten befestigt. Dazu weist das Befestigungselement vorzugsweise angrenzend an das Durchloch einen Hohlzylinder auf, der das Rohr umschließt, der Hohlzylinder kann vorteilhafterweise durch von außen angreifende Kräfte an den Rohrabschnitt angepresst werden, um das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle am Rohr zu befestigen. Der Hohlzylinder ist vorzugsweise einstückig mit dem Befestigungselement gebildet. Er ist vorzugsweise aus Metall. Besonders vorzugsweise ist der Hohlzylinder aus dem gleichen Material wie das Rohr. Dadurch kann vorteilhaft einem Lösen der Befestigung aufgrund unterschiedlicher Temperaturausdehnungskoeffizienten der Materialen entgegengewirkt werden.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Mittel zum Abdecken der Einlaufstelle des Wasserzulaufs mit der Wandung des Wassertanks verschweißt ist. Dies gewährleistet eine besonders feste und dauerhafte Befestigung.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Mittel zum Abdecken der Einlaufstelle des Wasserzulaufs mit einem Ende des Heizelements verbunden ist. Dadurch wird eine große gestalterische Freiheit gewährleistet. Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Wasser, welches durch das Mittel zum Abdecken der Einlaufstelle des Wasserzulaufs reflektiert wird, im direkten thermischen Kontakt mit dem Heizelement ist. Dies bewirkt eine besonders effektive Energieausbeute sowie eine sehr schnelle Erwärmung des Wassers.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels, auf welches die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, sowie unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert.
Darin zeigt schematisch:
Fig. 1 ein Warmwassergerät nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein Heizelement eines Warmwassergeräts mit einem Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Seitenansicht;
Fig. 3 die Anordnung der Figur 2 in einer dazu um 90° gedrehten perspektivischen Detailansicht; und
Fig. 4 ein Befestigungselement eines Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle der Anordnung der Figuren 2 und 3 in perspektivischer Ansicht.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Fig. 1 zeigt ein Warmwassergerät 1 , welches einen Wassertank 2, einen Wasserzulauf 3, einen Wasserablauf 4, ein Heizelement 5 sowie ein Mittel 6 zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle 7 des Wasserzulaufs umfasst. Der Wasserzulauf 3 ist am unteren Ende des Wassertanks 2 angeordnet. Der Wasserablauf 4 ist an einer sehr hohen Position, kurz unter der oberen Wand des Wassertanks, angebracht. Dies hat den Vorteil, dass durch den Wasserablauf 4 Wasser mit der höchsten Temperatur abläuft, welches sich im Tank 2 im oberen Bereich des Wassertanks ansammelt. Das Heizelement 5 wird hierbei mit einem Mittel 6 zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle 7 des Wasserzulaufs 3 verbunden. Über einen Heizdraht 9a ist das Mittel 6 zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle 7 mit dem Heizelement 5 verbunden. Das Heizelement 5 umfasst dabei eine Grundplatte 10, zwei Heizdrähte 9a und 9b sowie einen Sensor 8. Durch das Mittel 6 zum Abdecken der Einlaufstelle 7 des Wasserzulaufs 3 wird das einströmende Wasser zumindest teilweise zum Boden des Wassertanks 2 reflektiert. Dadurch werden Verwirbelungen vermieden, die dazu führen würden, dass die im Wassertank 2 oben befindlichen Warmwasserschichten mit dem einströmenden Kaltwasser verwirbelt würden. Dadurch, dass das einströmende Wasser von dem Mittel 6 zum Abdecken der Einlaufstelle 7 des Wasserzulaufs 3 abgedeckt ist, wobei das Mittel 6 mit dem Heizelement 5 in Kontakt ist, wird es ermöglicht, dass das Wasser auf den Boden des Tanks 2 reflektiert wird, und gleichzeitig durch das Heizelement 5 erwärmt wird. Das Heizelement 5 weist zwei Heizdrähte 9a und 9b auf, über die die Wärme übertragen wird. Darüber hinaus weist das Heizelement 5 einen Sensor 8 auf, der die Temperatur des Wassers innerhalb des Wassertanks 2 bestimmt, und, falls erforderlich, die Heizleistung regelt.
Die Erfindung lässt sich treffend wie folgt beschreiben: Warmwassergeräte weisen an ihrem Wasserzulauf in der Regel ein Rohr auf. Dies hat den Nachteil, dass das einströmende Wasser direkt in die Mitte des Tanks strömt, und nicht auf den Boden des Tanks gerichtet ist. Zum Verbessern werden häufig Abdeckungen in den Tank eingeschweißt, der hier das einströmende Wasser zum Boden des Tanks reflektieren. Von Nachteil ist es dabei, dass ein Verschweißen einer solchen Abdeckung ausschließlich über eine Flüssigemaillierung möglich ist. Dies ist in der Regel sehr teuer und zeitaufwendig. Darüber hinaus ist es hierfür erforderlich, einen besonders hochwertigen Stahl auszuwählen, um die Ausbildung von Fischschuppen (fish scaling) zu vermeiden. Diese Fischschuppen können dadurch entstehen, dass Stahl von minderwertiger Güte Bläschen bildet, die in die Emailschicht dringen, und somit die Emailschicht zerstören. Diese zerstörte Emailschicht kann mitunter das Aussehen von Fischschuppen annehmen. Wird das Mittel zur Abdeckung des Wasserzulaufs mit dem Heizelement verbunden, so ist es möglich, das Mittel zur Abdeckung nach Fertigstellung des Wassertanks zu installieren, indem es gemeinsam mit dem Heizelement in den Wassertank eingeführt wird. Dadurch, dass das Mittel 6 zur Abdeckung der Wasserzulaufstelle 7 mit dem Heizelement 5 in Kontakt ist, wird es ermöglicht, dass das zuströmende Wasser direkt in das Mittel 6 zur Abdeckung des Zulaufs 7 strömt, und zum Boden des Tanks 2 reflektiert wird. Zusätzlich kann es bei diesem Vorgang noch erwärmt werden. Die Vorteile dieser Vorrichtung bestehen darin, dass eine Verwirbelung der oberen Warmwasserschichten mit zuströmendem Kaltwasser vermieden werden kann. Das Mittel 6 zur Abdeckung des Wasserzuflusses 7 kann in beliebigen Formen und Dimensionen ausgeprägt sein. Da es nach der Fertigstellung des Wassertanks 2 installiert wird, ist man bei der Größe bzw. Dimension des Mittels 6 zur Abdeckung des Wasserzuflusses 7 nicht an die Größe bzw. die Dimension des Wasserzuflusses 7 gebunden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auf einen Wasserzufluss aus Plastik verzichtet werden kann. Wird der Wasserzufluss aus Plastik hergestellt, besteht häufig ein erhöhtes Risiko für bakteriellen Befall und Oxidation bzw. Rostbildung, insbesondere an der Übergangsstelle zwischen Plastik und Wassertank. Schließlich wird dadurch, dass das Heizelement 5 direkten Kontakt mit dem einströmenden Wasser hat, eine besonders schnelle und effektive Energieübertragung ermöglicht.
Die Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Heizelements 5 eines erfindungsgemäßen Warmwassergeräts. Durch einen Flansch 1 1 am Wassertank werden zwei parallele Rohre 12, 13 des Heizelements 5 in den Wassertank hineingeführt. Dabei werden die Rohre in einem Abschnitt 14, 15 nahe des Flanschs im Wesentlichen senkrecht in Richtung (in Figuren 2 und 3 unten) des Tankbodens (der Tankboden ist in den Figuren 2 bis 4 nicht dargestellt) geführt und verlaufen dort in einem Bodenabschnitt 16, 17 im Wesentlichen parallel zum Tankboden im unteren Zehntel des Tanks. Die Enden der Rohre (in Fig. 2 links) sind durch einen U-förmigen Rohrabschnitt 18 miteinander verbunden. Durch die so gebildete Rohrschleife ist ein in den Figuren 2 bis 4 nicht dargestellter Heizdraht geführt. Das als Prellplatte ausgebildete Mittel 6 zum zumindest teilweisen Abdecken der in Figuren 2 bis 4 nicht dargestellten Einlaufstelle ist an zwei gegenüberliegenden Stellen an dem einen 16 bzw. anderen Rohrabschnitt 17 der parallel verlaufenden Rohrabschnitte 16, 17 des Bodenabschnitts des Heizelements 5 befestigt. Es verläuft dabei parallel zu der durch die beiden Rohrabschnitte 16, 17 definierten Ebene, die wiederum parallel zum Boden des Wassertanks und parallel zur Öffnung der Einlaufstelle verläuft. Sie ist so angeordnet, dass es die Einlaufstelle vollständig überdeckt. Dabei erstreckt sich die Prellplatte in Richtung quer zur Längserstreckung der Rohrabschnitte 16, 17 des Bodenabschnitts über die gesamte durch diese Rohrabschnitte 16, 17 definierte Breite von der Außenseite des einen 16 bis zur Außenseite des anderen Rohrs 17. In Richtung der Längserstreckung der Rohrabschnitte erstreckt sie sich über im Wesentlichen die gleiche Streckenlänge in der Nähe der U-förmigen Verbindung 18 der Rohrenden.
Wie in Fig. 3 genauer zu sehen ist, sind an den parallel zu den Rohrabschnitten 16, 17 verlaufenden Außenkanten der Prellplatte um 90° in Richtung Boden abgewinkelte Leitflächen 19, 20 angeordnet, die von der Prellplatte bis zu den Rohrabschnitten 16, 17 reichen. An jeder der Leitflächen 19, 20 ist eine rechtwinklig zu dieser und zur Prellplatte sich erstreckende Zunge 21 , 22 als Befestigungselement angeordnet. Die Zungen 21 , 22 verlaufen senkrecht zur Längserstreckung der Rohrabschnitte 16, 17 und sind mit Durchlöchern versehen, durch die der jeweilige Rohrabschnitt 16, 17 geführt wird. Wie in Fig. 4 am besten zu erkennen, grenzen an die Durchlöcher kurze Hohlzylinder 23, 24 an, die den jeweiligen Rohrabschnitt 16, 17 umschließen. Diese Hohlzylinder 23, 24 können von außen an den jeweiligen Rohrabschnitt 16, 17 angepresst werden, um die Prellplatte gegen Verschieben in Längsrichtung der Rohrabschnitte 16, 17 zu sichern. Prellplatte, Leitflächen 19, 20 und Befestigungselemente mit den kurzen Hohlzylindern 23, 24 sind einstückig aus dem gleichen Material wie die Rohre 12, 13 gefertigt. Durch die einstückige Fertigung kann die Herstellung wesentlich vereinfacht werden. Dadurch, dass das gleiche Material gewählt wird, wie das der Rohre 12, 13, kann ein Lösen der Befestigung durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten von Rohr 12, 13 und Befestigungselement entgegengewirkt werden.
Das System aus Heizelement 5 und Mittel 6 zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle ist einfach zu konstruieren und zu montieren, wirkt vorteilhaft einem unerwünschten Durchmischen heißen und kalten Wassers entgegen, fördert vorteilhaft die schnelle Erwärmung des Wassers und wird durch ihre Konstruktion sicher oberhalb der Einlaufstelle gehalten.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste:
1 Warmwassergerät
2 Wassertank
3 Wasserzulauf 4 Wasserablauf
5 Heizelement
6 Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle
7 Einlaufstelle
8 Sensor 9a, 9b Heizdraht
10 Grundplatte
11 Flansch
12, 13 Rohre des Heizelements
14, 15 Rohrabschnitte des senkrechten Heizelementabschnitts 16, 17 Rohrabschnitte des Bodenabschnitts des Heizelements
18 U-förmiger Rohrabschnitt des Heizelements
19, 20 Leitflächen
21 , 22 Zungen
23, 24 Hohlzylinder

Claims

Ansprüche
1. Warmwassergerät (1 ), wenigstens umfassend einen Wassertank (2), einen Wasserzulauf (3), einen Wasserablauf (4), ein Heizelement (5) sowie ein Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken einer Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (5) mit dem Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs verbunden ist, wobei das Wasser durch das Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs (3) zumindest teilweise zum Boden des Wassertanks reflektiert wird.
2. Warmwassergerät (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (5) zwei wenigstens abschnittsweise parallel zueinander verlaufende Rohre umfasst.
3. Warmwassergerät (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) an den zwei Rohren des Heizelements (5) befestigt ist.
4. Warmwassergerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement einen Bodenabschnitt aufweist, in dem Abschnitte der Rohre im Wesentlichen parallel zum Boden des Wassertanks im unteren Drittel des Wassertanks verlaufen.
5. Warmwassergerät (1 ) Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass und das Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) an den Abschnitten der zwei Rohre des Heizelements (5), die im Wesentlichen parallel zum Boden des Wassertanks verlaufen, befestigt ist.
6. Warmwassergerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermischer Kontakt zwischen dem Heizelement (5) sowie dem Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs (3) besteht.
7. Warmwassergerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle als Platte ausgebildet ist, die sich vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Ebene der Öffnung der Einlaufstelle ersteckt.
8. Warmwassergerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) mindestens zwei Befestigungselemente aufweist, die mit Durchlöchern versehen sind, durch die die Rohrabschnitte geführt sind, an denen des Mittel befestigt ist.
9. Warmwassergerät (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente an den ihnen jeweils zugeordneten Rohrabschnitten durch Anpressen befestigt sind.
10. Warmwassergerät (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs (3) Metall umfasst.
11. Warmwassergerät (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs (3) mit der Wandung des Wassertanks 2 verschweißt ist.
12. Warmwassergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs (3) mit einem Ende des Heizelementes (5) verbunden ist.
13. Warmwassergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser, welches durch das Mittel (6) zum zumindest teilweisen Abdecken der Einlaufstelle (7) des Wasserzulaufs (3) reflektiert wird, in direktem thermischen Kontakt mit dem Heizelement (5) ist.
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