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Die Erfindung betrifft ein Ausdehnungsgefäss für Warmwasserheizungsanlagen, das an der höchsten Stelle des Systems angeordnet ist, eine den freien Luftzutritt zu dem im Gefäss befindlichen Wasser verhindernde Sperre aufweist und von dessen Innenraum eine mit einem Überlauf verbundene Steigleitung ausgeht.
Derartige drucklos betriebene Ausdehnungsgefässe sollen einen Ausgleich der temperaturabhängigen Volumsänderungen des im Heizungssystem vorhandenen Wassers ermöglichen ohne dass dabei im System selbst wesentliche Druckänderungen auftreten. Bei Fehlbedienungen des Systems, beispielsweise Überheizung des Kessels, soll auch ein Dampf- bzw. Wasseraustritt über den Überlauf möglich werden.
Ausdehnungsgefässe der genannten Art stellen eine Weiterentwicklung sogenannter offener Ausdehnungsgefässe dar, bei denen einfach an ein Gefäss ein kurzes Steigrohr anschliesst, das im Bogen mit nach unten gerichteter Öffnung endet. Bei diesen offenen Gefässen ist ein freier Luftzutritt zu dem im Gefäss vorhandenen Wasser vorhanden, so dass das Wasser Luft aufnehmen kann, was in weiterer Folge zu einer verstärkten Korrosion im Leitungssystem führt. Sind, wie dies bei manchen offenen Ausdehnungsgefässen üblich ist, Vor- und Rücklauf mit dem Gefäss verbunden und gegebenenfalls im System eine Umwälzpumpe vorhanden, dann wird durch die Wasserzirkulation im Gefäss die Luftaufnahme begünstigt.
Zur Verhinderung dieser Luftaufnahme werden Ausdehnungsgefässe der eingangs genannten Art gebaut. Bei einem solchen aus der DE-PS Nr. 659848 bekannten Ausdehnungsgefäss mündet ausschliesslich die Vor- oder Rücklaufleitung im Gefäss. Bei seitlicher Einmündung dieser Leitung ist das Leitungsende nach unten bis in Bodennähe des Gefässes gebogen. Auch bei der Einleitung durch den Boden des Gefässes wird durch dann verkehrt U-förmige Krümmung des Rohrendes erreicht, dass die Leitung in Bodennähe des Gefässes mündet. Innerhalb des Gefässes ist eine Steigleitung nach oben geführt, die oben und unten, u. zw. in Bodennähe und unterhalb der Behälterdecke offen ausgebildet ist und von der mit Abstand vom oberen Ende seitlich ein Überlaufrohr ausgeht.
Der Flüssigkeitsstand im Gefäss kann das Niveau des Anschlussbereiches des Überlaufrohres nicht überschreiten. Durch die beschriebene Anordnung der verschiedenen Rohre wird erreicht, dass eine im Gefäss als Luftsperre untergebrachte Schmierölmenge weder bei zu hohem noch bei zu niedrigem Wasserstand aus dem Gefäss austreten kann, also weder in das Heizungssystem gelangt, noch abgeschieden wird, wenn Flüssigkeit aus dem Heizungssystem am Überlauf austritt.
Die in das Ausdehnungsgefäss anschliessende Leitung des Heizungssystems muss entweder in der Steigleitung münden oder mit einer bis über den höchstmöglichen Wasserstand im Gefäss führenden Schnorchelleitung verbunden sein, um zu verhindern, dass beim Absinken des Flüssigkeitsspiegels unter einen gegebenen Wert in die genannte Leitung Öl eingesaugt wird. Damit hat das bekannte Ausdehnungsgefäss einen komplizierten Aufbau und bedarf der Wartung.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Ausdehnungsgefässes der genannten Art, das im Aufbau einfach ist und den freien Luftzutritt zu dem im Gefäss befindlichen Wasser ohne Sperrschicht aus Schmieröl sicher verhindert, wobei das Gefäss selbst keiner Wartung bedarf.
Ein Ausdehungsgefäss der eingangs genannten Art zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass die vom Gefässinnenraum ausgehende Steigleitung zu einem über dem Ausdehnungsgefäss vorgesehenen Auffangbehälter führt und in diesem tiefer als ein Einlass des hier vorgesehenen Überlaufes mündet, dass die den freien Zutritt der Aussenluft zum Ausdehnungsgefässinnenraum verhindernde Luftsperre in der Steigleitung selbst vorgesehen ist und dass, vorzugsweise, wie an sich bekannt, sowohl die Vor- als auch die Rücklaufleitung des Heizungssystems mit dem Gefässinnenraum verbunden sind, wobei der Auslass der Vorlaufleitung deckennahe und der Auslass der Rücklaufleitung bodennahe im Ausdehnungsgefäss vorgesehen ist.
Erfindungsgemäss ist also die Luftsperre in der Steigleitung selbst vorgesehen. Bei einer Überfüllung des Ausdehnungsgefässes tritt das Wasser über die Steigleitung in den Auffangbehälter aus, gelangt aber erst dann in den Überlauf, wenn der Auffangbehälter eine bestimmte Flüssigkeitsmenge aufgenommen hat. Beim Absinken des Leitungsdruckes kann diese Flüssigkeit über die Steigleitung wieder in das Gefäss zurückfliessen. Es ist auch möglich, die fallweise notwendige Nachfüllung von Flüssigkeit für das Heizungssystem einfach durch Eingiessen dieser Flüssigkeit in den Auffangbehälter vorzunehmen. Da nach der bevorzugten Ausführung Vor-und Rücklauflei- tung mit dem Ausdehnungsgefäss verbunden sind, wird die Entlüftung des Heizungssystems beim
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erstmaligen Füllen erleichtert.
Durch die verschieden hohe Mündung des Auslasses der Vor- und Rücklaufleitung wird eine Wasserzirkulation im Gefäss verhindert. Ist eine solche Zirkulation beispielsweise zur Verhinderung des Einfrierens erwünscht, kann man in der Vorlaufrichtung etwa in Höhe des Auslasses der Rücklaufleitung eine gegebenenfalls verschliessbare Öffnung vorsehen.
Die Luftsperre kann als leichtgängiges Flatterventil aus einer Kunststoffmembran ausgebildet sein. Vorzugsweise wird aber wegen der höheren Betriebssicherheit vorgesehen, dass die Steigleitung durch ihre Formgestaltung selbst die Luftsperre bildet. Die Steigleitung kann allein oder in Verbindung mit dem Auffangbehälter einen durch eine teilweise Wasserfüllung wirksam werdenden Verschluss bilden, dessen Funktion einem Syphon oder Gärspund ähnlich ist, wobei man besondere Massnahmen trifft, die eine dauernde Wasserfüllung des Verschlussbereiches bzw. eine sofortige Neufüllung nach einem Dampfaustritt gewährleistet.
Eine einfache Ausgestaltung einer solchen Luftsperre besteht darin, dass die Steigleitung als einen Syphon bildendes U-Rohr ausgeführt ist, von dessen nach oben gerichteten Schenkeln der kürzere im Ausdehnungsgefäss mündet. Der Bogen des U-Rohres kann bis in Bodennähe des Ausdehnungsgefässes reichen. Bei der Überfüllung des Ausdehnungsgefässes tritt das Wasser über das die Steigleitung bildende U-Rohr in den Auffangbehälter und gegebenenfalls in den Überlauf aus. Beim Absinken des Leitungsdruckes strömt die Flüssigkeit wieder in das Ausdehnungsgefäss zurück. In jedem Fall bleibt im U-Bogen Flüssigkeit zurück, die als Luftsperre wirkt.
Um zu verhindern, dass bei einem starken Absinken des Flüssigkeitsspiegels im Ausdehnungsgefäss beim Nachsaugen der Luft über das U-Rohr dessen Bogen vollständig entleert wird, kann in dem einen Schenkel des die Steigleitung bildenden U-Rohres oberhalb des Bogens ein Schnüffelloch vorgesehen sein.
Konstruktiv empfiehlt sich eine Ausführung, nach der der Auffangbehälter als die Decke des Ausdehnungsgefässes bildende Wanne ausgeführt ist und der Überlauf ein von dieser Wanne ausgehendes Fallrohr bildet, dessen Oberkante den maximalen Füllpegel des Auffangbehälters bestimmt. Über dem Eintritt der Steigleitung in die Wanne, gegebenenfalls auch über der gesamten Wanne, kann ein zugleich eine Prallwand für stossartig austretendes Wasser oder Dampf bildender Deckel angebracht sein.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch im Längsschnitt dargestellt.
Das Ausdehnungsgefäss besitzt einen vorzugsweise flach, rechteckig-prismatisch ausgeführten Behälter --1--, in den von oben eine Wanne --2-- dicht eingesetzt ist, die zugleich die Decke des Ausdehnungsgefässinnenraumes --3-- bildet. Über die Wanne --2-- ist ein den Luftzutritt zulassender Einsatzdeckel --4-- angeordnet. Zumindest der Deckel --4-- und die Wanne --2--, vorzugsweise aber auch der Behälter-l-sind aus rostfreiem Stahlblech hergestellt. Der Behälter - ist für die Montage an der am höchsten liegenden Stelle eines Warmwasserheizungssystems bestimmt und kann in Einfamilienhäusern am Dachboden, sonst aber auch an einer andern geeigneten Stelle, beispielsweise in der Küche oder im Bad, in der jeweils vorgeschriebenen Höhe montiert werden.
Durch den Boden --5-- des Behälters --1-- sind Rohre --6, 7, 8-- geführt. Das Rohr-6ist für den Anschluss an den Vorlauf des Heizungssystems bestimmt und mündet in der Nähe der von der Wanne --2-- gebildeten Decke des Behälterinnenraumes --3--. Das Rohr --7-- ist für den Anschluss an den Rücklauf der Heizungsanlage bestimmt und mündet in der Nähe des Bodens
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Das Rohr --8-- ist auch durch die Wanne --2-- geführt und ist für den Anschluss an eine Ablaufleitung bestimmt. Das offene obere Ende --9-- des Rohres --8-- bestimmt die maximale Füllhöhe in der Wanne. Von einer Öffnung im Wannenboden. geht der längere Schenkel --10-- eines U-Rohres aus, dessen kürzerer Schenkel --11-- etwa in Höhe des Rohres --6-- im Behälterinnen- raum --3-- endet, wogegen der Bogen --12-- bis in die Nähe des Bodens --5-- reichen kann.
In einem der beiden Schenkel--10 oder 11-- kann ein Schnüffelloch --13-- vorgesehen sein.
Ist, beispielsweise wegen Frostgefahr, eine Wasserzirkulation im Behälter erwünscht, kann das Rohr --6-- eine gegebenenfalls verschliessbare Öffnung --14-- etwa in Höhe des Endes des Rohres - aufweisen.
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Bei der Erstfüllung des Behälterinnenraumes --3-- wird der Bogen --12-- mit Wasser gefüllt, sobald der Flüssigkeitsspiegel das Niveau des Schnüffelloches --13-- überschritten hat. Bei der Flüssigkeitsausdehnung im Heizungssystem wird der Innenraum --3-- zunehmend mit Wasser gefüllt und die Luft kann über das eine Steigleitung bildende U-Rohr --10, 11, 12-- entweichen.
Der Bogen --12-- füllt sich aber immer wieder mit Wasser, so dass eine Luftsperre gegeben ist. Nach vollständiger Füllung des Innenraumes --3-- kann das Wasser auch über den Schenkel - des U-Rohres in die einen Auffangbehälter bildende Wanne --2-- austreten. Bei stärkerer Überdruck- bzw. Dampfbildung wird ein Herausspritzen durch den Deckel --4-- verhindert. Wird die Wanne --2-- bis über das durch das Rohrende --9-- gegebene Niveau gefüllt, kann der Wasserüberschuss durch das einen Überlauf bildende Fallrohr --8--, an das beispielsweise eine zu einem Kanal oder einem Ausguss führende Leitung anschliesst, abfliessen.
Beim Absinken des Druckes kann das Wasser aus der Wanne über die Steigleitung --10, 11, 12-- wieder in den Behälter- innenraum --3-- zurückströmen. Wegen der Anbringung des Schnüffelloches --13-- wird aber gewährleistet, dass auch bei starkem Absinken des Flüssigkeitsspiegels, also einer nahezu vollständige Entleerung des Behälterinnenraumes --3--, der Bogen --12-- des U-Rohres mit Wasser gefüllt bleibt, also die Luftsperre aufrechterhalten wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ausdehnungsgefäss für Warmwasserzentralheizungsanlagen, das an der höchsten Stelle des Systems angeordnet ist, eine den freien Luftzutritt zu dem im Gefäss befindlichen Wasser verhindernde Sperre aufweist, und von dessen Innenraum eine mit einem Überlauf verbundene Steigleitung ausgeht, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Gefässinnenraum (3) ausgehende Steigleitung (10,11, 12) zu einem über dem Ausdehnungsgefäss (1) vorgesehenen Auffangbehälter (2) führt und in diesem tiefer als ein Einlass (9) des hier vorgesehenen Überlaufes (8) mündet, dass die den freien Zutritt der Aussenluft zum Ausdehnungsgefässinnenraum (3) verhindernde Luftsperre in der Steigleitung selbst vorgesehen ist und dass, vorzugsweise, wie an sich bekannt, sowohl die Vor- als auch die Rücklaufleitung (6,7)
des Heizungssystems mit dem Gefässinnenraum verbunden sind, wobei der Auslass der Vorlaufleitung (6) deckennahe und der Auslass der Rücklaufleitung (7) bodennahe im Ausdehnungsgefäss vorgesehen ist.
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The invention relates to an expansion vessel for hot water heating systems, which is arranged at the highest point of the system, has a barrier preventing free air access to the water in the vessel and from the interior of which a riser connected to an overflow starts.
Expansion vessels of this type, operated without pressure, are intended to compensate for the temperature-dependent changes in volume of the water present in the heating system without any significant changes in pressure occurring in the system itself. If the system is operated incorrectly, e.g. overheating of the boiler, steam or water should also be able to escape via the overflow.
Expansion vessels of the type mentioned represent a further development of so-called open expansion vessels, in which a short riser pipe simply connects to a vessel and ends in an arc with the opening pointing downward. With these open vessels there is free air access to the water in the vessel, so that the water can absorb air, which subsequently leads to increased corrosion in the pipe system. If, as is customary with some open expansion vessels, the supply and return lines are connected to the vessel and, if necessary, a circulation pump is available in the system, the air circulation is promoted by the water circulation in the vessel.
To prevent this air intake, expansion vessels of the type mentioned are built. In such an expansion vessel known from DE-PS No. 659848, only the supply or return line opens into the vessel. When this line opens at the side, the end of the line is bent down to near the bottom of the vessel. Even when it is introduced through the bottom of the vessel, the U-shaped curvature of the pipe end, which is then reversed, ensures that the line opens into the bottom of the vessel. Inside the vessel, a riser is led upwards, the top and bottom, u. between open at the bottom and below the tank ceiling and from which an overflow pipe extends laterally at a distance from the upper end.
The liquid level in the vessel cannot exceed the level of the connection area of the overflow pipe. The described arrangement of the various pipes ensures that a quantity of lubricating oil housed in the vessel as an air barrier cannot escape from the vessel when the water level is too high or too low, i.e. it neither gets into the heating system nor is it separated when liquid comes out of the heating system Overflow emerges.
The line of the heating system connecting into the expansion tank must either open into the riser or be connected to a snorkel line that leads to the maximum possible water level in the vessel to prevent oil from being sucked into the line mentioned when the liquid level drops below a given value. The known expansion vessel thus has a complicated structure and requires maintenance.
The object of the invention is to provide an expansion vessel of the type mentioned, which is simple in construction and reliably prevents free air access to the water in the vessel without a barrier layer of lubricating oil, the vessel itself requiring no maintenance.
An expansion vessel of the type mentioned at the outset is characterized in accordance with the invention in that the riser pipe leading from the interior of the vessel leads to a collecting container provided above the expansion vessel and opens into it more deeply than an inlet of the overflow provided here, in that the air barrier prevents the outside air from freely entering the expansion vessel interior is provided in the riser itself and that, preferably, as known per se, both the supply and the return line of the heating system are connected to the interior of the vessel, the outlet of the supply line near the ceiling and the outlet of the return line near the floor in the expansion vessel.
According to the invention, the air barrier is therefore provided in the riser itself. If the expansion tank is overfilled, the water escapes via the riser into the collecting tank, but only reaches the overflow when the collecting tank has absorbed a certain amount of liquid. When the line pressure drops, this liquid can flow back into the vessel via the riser. It is also possible to refill liquid for the heating system, which is necessary in some cases, simply by pouring this liquid into the collecting container. Since, according to the preferred embodiment, the supply and return lines are connected to the expansion vessel, the ventilation of the heating system is activated
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first time filling easier.
Due to the different height of the outlet of the flow and return line, water circulation in the vessel is prevented. If such a circulation is desired, for example, to prevent freezing, an optionally closable opening can be provided in the forward direction approximately at the level of the outlet of the return line.
The air barrier can be designed as a smooth-running flap valve made of a plastic membrane. However, because of the higher operational safety, it is preferably provided that the riser itself forms the air barrier due to its shape. The riser pipe, alone or in conjunction with the collecting container, can form a closure that becomes effective due to a partial water filling, the function of which is similar to that of a siphon or fermentation bung, whereby special measures are taken that ensure permanent water filling of the closure area or immediate refilling after a steam leak .
A simple embodiment of such an air barrier consists in the riser pipe being designed as a siphon-forming U-tube, the shorter leg of which leads into the expansion vessel, with the legs pointing upwards. The bend of the U-tube can reach as far as the bottom of the expansion tank. When the expansion tank is overfilled, the water escapes through the U-pipe forming the riser pipe into the collecting tank and, if necessary, into the overflow. When the line pressure drops, the liquid flows back into the expansion tank. In any case, liquid remains in the U-bend, which acts as an air barrier.
In order to prevent the elbow from being completely emptied when the liquid level in the expansion vessel drops sharply when the air is sucked in via the U-tube, a sniffing hole can be provided in one leg of the U-tube forming the riser above the elbow.
In terms of design, a version is recommended in which the collecting container is designed as a trough forming the ceiling of the expansion tank and the overflow forms a downpipe starting from this trough, the upper edge of which determines the maximum filling level of the collecting container. Above the entry of the riser into the tub, possibly also over the entire tub, a cover which simultaneously forms a baffle for sudden water or steam escaping can be attached.
In the drawing, the subject matter of the invention is shown schematically in longitudinal section using an exemplary embodiment.
The expansion vessel has a preferably flat, rectangular-prismatic container --1--, into which a trough --2-- is inserted from above, which also forms the ceiling of the interior of the expansion vessel --3--. An insert lid --4-- allowing air access is arranged above the tub --2--. At least the lid --4-- and the tub --2--, but preferably also the container-l-are made of stainless steel sheet. The container - is intended for installation at the highest point of a hot water heating system and can be installed in the attic in single-family houses, but otherwise at another suitable location, e.g. in the kitchen or bathroom, at the prescribed height.
Tubes --6, 7, 8-- are led through the bottom --5-- of the tank --1--. The pipe-6 is intended for connection to the flow of the heating system and opens near the ceiling of the tank interior --3-- formed by the tub --2--. Pipe --7-- is intended for connection to the return of the heating system and opens near the floor
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The pipe --8-- is also led through the tub --2-- and is intended for connection to a drain line. The open upper end --9-- of the pipe --8-- determines the maximum filling height in the tub. From an opening in the tub floor. the longer leg --10-- starts from a U-tube, the shorter leg --11-- ends approximately at the height of the tube --6-- in the interior of the container --3--, whereas the elbow --12 - can reach up to the ground --5--.
A sniffing hole --13-- can be provided in one of the two legs - 10 or 11--.
If, for example due to the risk of frost, water circulation in the container is desired, the tube --6-- can have an optionally closable opening --14-- approximately at the end of the tube.
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When filling the interior of the tank --3-- for the first time, the elbow --12-- is filled with water as soon as the liquid level has exceeded the level of the sniffer hole --13--. When the liquid in the heating system expands, the interior --3-- is increasingly filled with water and the air can escape via the U-pipe --10, 11, 12-- that forms a riser.
The elbow --12-- always fills with water, so that there is an air barrier. After the interior --3-- has been completely filled, the water can also escape via the leg - of the U-tube into the tub --2-- forming a collecting container. In the event of excessive pressure or vapor formation, splashing out through the cover --4-- is prevented. If the tub --2-- is filled to above the level given by the pipe end --9--, the excess water can flow through the overflow pipe --8--, to which, for example, a pipe leading to a channel or a spout connects, drain.
When the pressure drops, the water can flow out of the tub via the riser --10, 11, 12-- back into the tank interior --3--. Due to the attachment of the sniffer hole --13-- it is ensured that even if the liquid level drops sharply, i.e. the tank interior --3-- is almost completely emptied, the elbow --12-- of the U-tube remains filled with water , so the air barrier is maintained.
PATENT CLAIMS:
1. Expansion vessel for hot water central heating systems, which is arranged at the highest point of the system, has a barrier that prevents free air access to the water in the vessel, and from the interior of which a riser pipe connected with an overflow emerges, characterized in that the 3) outgoing riser pipe (10, 11, 12) leads to a collecting container (2) provided above the expansion vessel (1) and opens into the container more deeply than an inlet (9) of the overflow (8) provided here, so that the free access to the Outside air to the expansion vessel interior (3) preventing air barrier is provided in the riser itself and that, preferably, as known per se, both the supply and the return line (6,7)
of the heating system are connected to the interior of the vessel, the outlet of the flow line (6) near the ceiling and the outlet of the return line (7) near the floor in the expansion vessel.