AT396521B - DEVICE FOR DEGASSING LIQUIDS IN LIQUID CIRCUIT SYSTEMS - Google Patents
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Description
AT 396 521BAT 396 521B
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entgasung von Flüssigkeiten in Flüssigkeits-kreislaufsystemen, insbesondere bei Heizungs- oder Kühlanlagen, mit einem geschlossenen Druckbehälter, der über Leitungen mit Ventilen mit Leitungen eines Flüssigkeitskreislaufes zeitweise so in Verbindung bringbar ist, daß mindestens ein Teil des Flüssigkeitsstromes den Druckbehälter durchströmt und vorzugsweise mit einem 5 mit der Atmosphäre in Verbindung stehendes Ausgleichsgefäß, das über ein steuerbares Ventil zeitweise mit dem geschlossenen Behälter in Verbindung bringbar ist, sowie einer Druckpumpe, um drucklose Flüssigkeit in den Flüssigkeitsikreislauf zu fördern und einer Steuereinheit zum Steuern der Ventile und der Druckpumpe, wobei in Intervallen entgast wird, indem die Ventile zwischen dem Druckbehälter und dem Flüssigkeitskreislaufsystem geschlossen und das Ventil zwischen dem Druckbehälter und der Atmosphäre vorzugsweise zwischen dem 10 Druckbehälter und dem Ausgleichsgefäß geschlossen wird, wobei nach dem Entgasungsvorgang ein Druckverlust im Flüssigkeitskreislaufsystem durch die Druckpumpe ausgeglichen wird.The invention relates to a device for degassing liquids in liquid circulation systems, in particular in heating or cooling systems, with a closed pressure vessel which can be connected at times via lines with valves to lines of a liquid circuit in such a way that at least part of the liquid flow flows through the pressure vessel and preferably with a 5 with the atmosphere in connection with the expansion vessel, which can be temporarily connected to the closed vessel via a controllable valve, as well as a pressure pump to convey pressureless liquid into the liquid circuit and a control unit for controlling the valves and the pressure pump, with degassing at intervals by closing the valves between the pressure vessel and the liquid circulation system and the valve between the pressure vessel and the atmosphere, preferably between the pressure vessel and the expansion tank is closed, a pressure loss in the liquid circulation system being compensated for by the pressure pump after the degassing process.
Es ist bekannt, daß bei Heizungsanlagen durch die Erwärmung bzw. Abkühlung der Heizungsflüssigkeit (Wasser) jeweils eine Veränderung des Volumens erfolgt Das Mehrvolumen muß bei der Erwärmung aus dem Flüssigkeitskreislauf entnommen und bei der Abkühlung wieder in den Flüssigkeitskreislauf zurückgeführt 15 werden. Es ist bei derartigen Heizungsanlagen bekannt, den durch die Wärmeausdehnung entstehenden Überschuß an Heizungsflüssigkeit in ein offenes Ausgleichsgefäß überzuführen und bei Abkühlung Uber eine Pumpe dem Flüssigkeitskreislauf wieder Heizflüssigkeit zuzuführen. Weiters sind zu diesem Zwecke auch geschlossene Ausgleichsgefäße bekannt. Dabei wird üblicherweise bei Erreichen eines bestimmten Überdruckes im Flüssigkeitskieislauf ein Magnetventil geöffnet und die Heizungsflüssigkeit aus dem Flüssigkeitskreislauf in das 20 Ausgleichsgefäß abgegeben. Sinkt der Druck in der Anlage, wird die Druckpumpe eingeschaltet und Heizungsflüssigkeit aus dem Ausgleichsgefäß in den Flüssigkeitskreislauf gepumpt.It is known that in heating systems, the heating or cooling of the heating liquid (water) causes a change in the volume. The additional volume must be removed from the liquid circuit during heating and returned to the liquid circuit when cooling. In heating systems of this type, it is known to transfer the excess heating fluid caused by the thermal expansion into an open expansion tank and to supply heating fluid to the liquid circuit again by means of a pump when it cools down. Closed expansion vessels are also known for this purpose. When a certain overpressure in the liquid circuit is reached, a solenoid valve is usually opened and the heating liquid is released from the liquid circuit into the expansion tank. If the pressure in the system drops, the pressure pump is switched on and heating fluid is pumped out of the expansion tank into the fluid circuit.
Es ist weiters bekannt, daß die Flüssigkeit in derartigen Flüssigkeitskreislaufsystemen gashältig ist (der Begriff Gas schließt in diesem Zusammenhang Luft ein). Die Gasmenge in der Hüssigkeit vermindert den Wärmetransport und fördert gleichzeitig die Korrosion der Anlage. Man ist daher bestrebt, die Flüssigkeit in 25 derartigen Anlagen zu entgasen.It is also known that the liquid in such liquid circulation systems is gaseous (the term gas includes air in this context). The amount of gas in the liquid reduces heat transport and at the same time promotes the corrosion of the system. Efforts are therefore made to degas the liquid in 25 such plants.
Die EP-B1-0 187 683 und die EP-B1-0 292 814 beschreiben Entgasungsvorrichtungen der eingangs erwähnten Art, wobei die Druckbehälter über Ventile einerseits mit den Flüssigkeitskreislaufsystemen und andererseits mit den mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Ausgleichsgefäßen in Verbindung bringbar sind. Dabei zirkuliert während des normalen Betriebes der Anlage ein Teil der Flüssigkeit des Flüssigkeits-30 kreislaufsystems durch den Druckbehälter. In bestimmten Intervallen, die in der Steuereinheit gespeichert sind, werden die Ventile umgestellt, sodaß die Druckbehälter mit den mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Ausgleichsgefäßen in Verbindung gebracht werden. Da dabei der Druck in den Dnickbehältem, der vorher gleich dem Anlagendruck war, auf Atmosphärendruck absinkt, gibt die im Druckbehälter befindliche Flüssigkeit Gas ab. Nach erfolgtem Entgasungsvorgang werden die Ventile umgeschalten und die Druckbehälter wiederum mit dem 35 Flüssigkeitskreislauf in Verbindung gebracht, in den das soeben entgaste Wasser zurückgeführt wird. Der dabei entstehende Druckverlust im Flüssigkeitskreislaufsystem wird dadurch ausgeglichen, daß mittels der Druckpumpe Wasser von dem mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Ausgleichsgefäß in den Druckbehälter gepumpt wird.EP-B1-0 187 683 and EP-B1-0 292 814 describe degassing devices of the type mentioned at the outset, the pressure vessels being able to be connected via valves on the one hand to the liquid circulation systems and on the other hand to the expansion vessels connected to the atmosphere. Part of the liquid in the liquid circulation system circulates through the pressure vessel during normal operation of the system. The valves are changed over at certain intervals, which are stored in the control unit, so that the pressure vessels are brought into connection with the expansion vessels connected to the atmosphere. Since the pressure in the thinner tank, which was previously the same as the system pressure, drops to atmospheric pressure, the liquid in the pressure tank releases gas. After the degassing process has taken place, the valves are switched over and the pressure vessels are again connected to the liquid circuit into which the water which has just been degassed is returned. The resulting pressure loss in the liquid circulation system is compensated for by the fact that water is pumped from the expansion vessel, which is connected to the atmosphere, into the pressure vessel by means of the pressure pump.
Der Anlagendruck wird dabei von einem Sensor in der Leitung, die vom Druckbehälter zum Flüssigkeits-40 kreislaufsystem führt, gemessen.The system pressure is measured by a sensor in the line that leads from the pressure vessel to the liquid circuit system.
Der Nachteil der soeben beschriebenen Vorrichtungen ist insbesondere darin zu sehen, daß die Entgasungsvorgänge in gleichbleibenden Intervallen erfolgen. Ein weiterer Nachteil ist bei der Ausführung gemäß der EP-B1-0 292 814 darin zu sehen, daß es bedingt durch die Verwendung eines Dreiwegeventiles am Anfang und am Ende eines jeden Entgasungsvorganges nicht zu einem exakten Umschalten kommt 45 Es ist bekannt, daß der Gasanteil in der Flüssigkeit des Flüssigkeitskreislaufsystems beispielsweise bei einer Zentralheizungsanlage während der Betriebsdauer der Heizungsanlage unterschiedlich ist. So wird z. B. bei der Inbetriebnahme der Anlage im Herbst der Gasanteil am größten sein und bedingt durch die laufend erfolgende Entgasung abnehmen. Bei einer Vorrichtung der zuvor genannten Art werden die Entgasungsvorgänge jedoch auch dann durchgeführt, wenn kein oder nur sehr wenig Gas in der Flüssigkeit vorhanden ist. Dies bringt 50 Energieverluste mit sich und führt auch zu einer übermäßigen Beanspruchung und daher kürzerer Lebensdauer derThe disadvantage of the devices just described can be seen in particular in the fact that the degassing processes take place at constant intervals. Another disadvantage of the design according to EP-B1-0 292 814 is that, due to the use of a three-way valve, there is no exact switching at the beginning and at the end of each degassing process. 45 It is known that the gas content in the liquid of the liquid circulation system, for example in a central heating system, is different during the operating time of the heating system. So z. B. when commissioning the plant in autumn, the gas percentage is the greatest and decrease due to the ongoing degassing. In a device of the aforementioned type, however, the degassing operations are also carried out when there is no or very little gas in the liquid. This results in 50 energy losses and also leads to excessive stress and therefore a shorter lifespan
Vorrichtung.Contraption.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dermaßen zu verbessern, daß die Entgasungsvorgänge dem effektiven Gasanteil im Flüssigkeitskreislaufsystem angepaßt werden.The object of the invention is to improve a device of the type mentioned in such a way that the degassing processes are adapted to the effective gas content in the liquid circulation system.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Steuereinheit die Dauer der Intervalle zwischen den 55 Entgasungsvorgängen in Abhängigkeit von Druckverlust im Flüssigkeitskreislaufsystem während der Entgasungsvorgänge bestimmtThis is achieved according to the invention in that the control unit determines the duration of the intervals between the 55 degassing processes as a function of pressure loss in the liquid circulation system during the degassing processes
Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die Steuereinheit die Dauer der Intervalle in Abhängigkeit von der Laufzeit der Druckpumpe nach einem Entgasungsvorgang bestimmtIt is advantageously provided that the control unit determines the duration of the intervals depending on the running time of the pressure pump after a degassing process
Die Laufzeit die die Druckpumpe braucht um den nach dem Entgasungsvorgang abgesunkenen Anlagendruck 60 wieder auf einen vorgegebenen Wert zu erhöhen, ist ein guter Indikator für den Gasanteil in der Flüssigkeit Läuft die Pumpe lange, ist sehr viel Gas vorhanden, nimmt die Laufzeit der Pumpe ab, bedeutet dies, daß der Gasanteil in dar Flüssigkeit äbgenommen hat -2-The running time that the pressure pump needs to increase the system pressure 60 which has dropped after the degassing process to a predetermined value is a good indicator of the gas content in the liquid. If the pump runs for a long time, there is a lot of gas, the running time of the pump decreases. this means that the gas content in the liquid has decreased -2-
AT 396 521 BAT 396 521 B
Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, daß in Strömungsrichtung nach der Druckpumpe eine Drossel vorgesehen ist und daß in der Leitung, die vom Druckbehälter in das Ausgleichsgefäß führt, eine Drossel angeordnet ist, die sich in Strömungsrichtung vor dem Ventil befindet Die Drosselventile bewirken, daß die Anlage ruhiger läuft.Another embodiment provides that a throttle is provided in the flow direction after the pressure pump and that a throttle is arranged in the line leading from the pressure vessel into the expansion tank, which is located upstream of the valve. The throttle valves cause the system runs smoother.
Nachfolgend wird ein Ansführangsbeispiel der Eifindung an Hand der Figur der Zeichnung beschrieben.In the following, an example of an introduction to the finding is described with reference to the figure of the drawing.
Die Figur der Zeichnung zeigt ein Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The figure of the drawing shows a diagram of a device according to the invention.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist über eine Zulaufleitung (1) und eine Rücklaufleitung (2) mit einem Flüssigkeitskreislaufsystem (3) verbunden. Sie weist einen Druckbehälter (4) auf, wobei der Begriff Druckbehälter dahingehend verstanden werden soll, daß dieser Behälter bei normalem Betrieb der Anlage den gleichen Druck, wie er im Flüssigkeitskreislaufsystem (3) herrscht aufweistThe device according to the invention is connected to a liquid circulation system (3) via an inlet line (1) and a return line (2). It has a pressure vessel (4), the term pressure vessel being understood to mean that during normal operation of the system this vessel has the same pressure as prevails in the liquid circulation system (3)
Der Druckbehälter (4) ist über ein Ventil (5) mit einem Ausgleichsgefäß (6) verbunden, das mit der Atmosphäre in Verbindung steht Vor dem Ventil (5) befindet sich ein Drosselventil (7).The pressure vessel (4) is connected via a valve (5) to an expansion tank (6), which is connected to the atmosphere. A throttle valve (7) is located in front of the valve (5).
Das Ausgleichsgefäß (6) ist über ein Magnetventil (8) mit der Frischwasserleitung (9) verbunden. Im Ausgleichsgefäß (6) befinden sich Sensoren (10), die den untersten und obersten Wasserstand anzeigen.The expansion tank (6) is connected to the fresh water line (9) via a solenoid valve (8). In the expansion tank (6) there are sensors (10) that indicate the lowest and highest water levels.
Eine weitere Leitung (11) verbindet den Druckbehälter (4) mit dem Ausgleichsgefäß (6), wobei in dieser Leitung (11) eine Druckpumpe (12) vorgesehen ist Weiters befindet sich in der Leitung (11) ein Rückschlagventil (13), das den Rückfluß verhindert und ein Drosselventil (14), das der Druckstabilisierung dientA further line (11) connects the pressure vessel (4) to the expansion tank (6), a pressure pump (12) being provided in this line (11). Furthermore, a check valve (13) is located in line (11), which controls the Prevents backflow and a throttle valve (14), which serves to stabilize the pressure
In der Ablaufleitung (2) ist ebenfalls ein Rückschlagventil (15) vorgesehen. Eine Leitung (16) verbindet die Rücklaufleitnng (2) mit dem Ausgleichsgefäß (6) und in dieser Leitung (16) ist ein Überströmventil (17) angeordnetA check valve (15) is also provided in the drain line (2). A line (16) connects the return line (2) to the expansion tank (6) and an overflow valve (17) is arranged in this line (16)
Weiters befindet sich bei der Rücklaufleitung (2) ein Sensor (18), der den Anlagendruck mißtThere is also a sensor (18) on the return line (2) which measures the system pressure
In der Zulaufleitung (1) befinden sich weiters eine Pumpe (19), die als Umlaufpumpe arbeitet, ein Magnetventil (20) und ein Filter (21).In the feed line (1) there is also a pump (19) which works as a circulation pump, a solenoid valve (20) and a filter (21).
Weiters sind die Zulaufleitung (1) und die Ablaufleitung (2) mit Sperrventilen (22) versehen, die jedoch während des gesamten Betriebes der Anlage offen sind und während des Betriebes der Anlage keine Funktion ausüben.Furthermore, the inlet line (1) and the outlet line (2) are provided with shut-off valves (22), which, however, are open during the entire operation of the system and have no function during the operation of the system.
Die Druckpumpe (12), die Pumpe (19) und die Ventile (20, 5) und (8) werden von einer Steuereinheit (23), beispielsweise einem Mikroprozessor gesteuertThe pressure pump (12), the pump (19) and the valves (20, 5) and (8) are controlled by a control unit (23), for example a microprocessor
In der Zeichnung sind noch Ablaßventile (24) für den Druckbehälter (4) und das Ausgleichsgefäß (6) eingezeichnet Weitere Teile der Vorrichtung, die zum bekannten Stand der Technik gehören und in keinem Zusammenhang mit der Erfindung stehen, sind nicht eingezeichnetDrain valves (24) for the pressure vessel (4) and the expansion tank (6) are also shown in the drawing. Further parts of the device, which belong to the known prior art and have no connection with the invention, are not shown
Beim normalem Betrieb der Anlage, d. h. zwischen den Entgasungsvorgängen fließt Wasser aus dem Flüssigkeitskreislaufsystem (3) über die Zulaufleitung (1) in den Druckbehälter (4) und über die Rücklaufleitung (2) zurück in das Flüssigkeitskreislaufsystem (3). Dieser Durchfluß kann allein von der Umwälzpumpe im Flüssigkeitskreislaufsystem (3) bzw. der Drosselwirkung im Wärmenutzungssystem (25) hervorgerufen werden. Die Pumpe (19) unterstützt den Durchfluß des Wassers durch den Druckbehälter (4) bzw. stellt diesen auch dann sicher, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht optimal an das Flüssigkeitskreislaufsystem (3) angeschlossen wurde.During normal operation of the system, i.e. H. Between the degassing processes, water flows from the liquid circulation system (3) via the inlet line (1) into the pressure vessel (4) and via the return line (2) back into the liquid circulation system (3). This flow can only be caused by the circulation pump in the liquid circulation system (3) or the throttling effect in the heat utilization system (25). The pump (19) supports the flow of water through the pressure vessel (4) or ensures it even when the device according to the invention has not been optimally connected to the liquid circulation system (3).
Zur Einleitung des Entgasungsvorganges wird das Magnetventil (20) von der Steuereinheit (23) geschlossen und die Pumpe (19) abgestellt. Das Rückschlagventil (15) schließt automatisch unter Federwirkung.To initiate the degassing process, the solenoid valve (20) is closed by the control unit (23) and the pump (19) is switched off. The check valve (15) closes automatically under spring action.
Anschließend erfolgt eine Pause von 1 Sekunde, worauf von der Steuereinheit (23) das Magnetventil (5) geöffnet wird. Da dadurch der Druckbehälter (4), der bis dahin den Anlagendruck aufgewiesen hat, mit dem Ausgleichsgefäß (6), das Atmosphärendruck aufweist, in Verbindung gebracht wird, kommt es zu einer Entgasung. Nach der von der Steuereinheit (23) vorgegebenen Entgasungszeit, beispielsweise 20 Sekunden, wird das Magnetventil (5) wieder geschlossen. Es folgt eine Pause von 1 Sekunde. Ist der Druck im Flüssigkeitskreislaufsystem (3), der vom Sensor (18) gemessen wird, unter einen vorgegebenen Wert, beispielsweise 02 bar unter dem optimalen Anlagendruck abgesunken, wird die Druckpumpe (12) aktiviert, die Wasser aus dem Ausgleichsgefäß (6) in die Rücklaufleitung (2) und somit in das Flüssigkeitskreislaufsystem (3) pumpt. Erhält die Steuereinheit (23) vom Sensor (18) die Information, daß der gewünschte Anlagendruck erreicht ist, wird die Druckpumpe (12) abgestellt. Anschließend wird wiederum das Magnetventil (20) geöffnet und die Pumpe (19) aktiviert, sodaß das soeben entgaste Wasser aus dem Druckbehälter (4) in das Flüssigkeitskreislaufsystem abgepumpt wird und der Druckbehälter (4) wieder vom Wasser des Flüssigkeitskreislaufsystems (3) durchspült wird.Then there is a pause of 1 second, after which the control unit (23) opens the solenoid valve (5). Since the pressure vessel (4), which had hitherto been at the system pressure, is thereby connected to the expansion tank (6), which has atmospheric pressure, degassing occurs. After the degassing time specified by the control unit (23), for example 20 seconds, the solenoid valve (5) is closed again. There is a pause of 1 second. If the pressure in the liquid circulation system (3), which is measured by the sensor (18), has dropped below a predetermined value, for example 02 bar below the optimal system pressure, the pressure pump (12) is activated, the water from the expansion tank (6) into the Return line (2) and thus pumps into the liquid circulation system (3). If the control unit (23) receives the information from the sensor (18) that the desired system pressure has been reached, the pressure pump (12) is switched off. The solenoid valve (20) is then opened again and the pump (19) is activated so that the water which has just been degassed is pumped out of the pressure tank (4) into the liquid circulation system and the pressure tank (4) is flushed again by the water of the liquid circulation system (3).
Aus der Dauer der Laufzeit der Druckpumpe (12) errechnet die Steuereinheit (23) die Dauer des Intervalls bis zum nächsten Entgasungsvorgang, d. h. bis zum Schließen des Magnetventiles (20) und Öffnen des Magnet-ventiles (5). Hat die Druckpumpe (12) sehr lange laufen müssen, heißt dies, daß sich viel Gas in der Wärmeträgerflüssigkeit befindet und der nächste Entgasungsvorgang wird relativ bald erfolgen. Ist die Druckpumpe (12) nur sehr kurz gelaufen, bedeutet dies, daß die Anlage gänzlich oder weitgehendst entgast ist und somit kann längere Zeit bis zum nächsten Entgasungsvorgang verstreichen. -3-From the duration of the running time of the pressure pump (12), the control unit (23) calculates the duration of the interval until the next degassing process, i. H. until the solenoid valve (20) closes and the solenoid valve (5) opens. If the pressure pump (12) had to run for a very long time, this means that there is a lot of gas in the heat transfer fluid and the next degassing process will take place relatively soon. If the pressure pump (12) has only been running for a very short time, this means that the system has been completely or largely degassed and thus it can take a long time until the next degassing process. -3-
Claims (6)
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