DE10153867A1 - Umlaufheizanlage - Google Patents

Abstract

Umlaufheizanlage mit einem geschlossenen über einen Primär-Wärmetauscher und einen Wärmeverbraucher geführten Kreislauf, in dem ein Ausgleichgefäß (6) angeordnet und der mit einem Einfüllstutzen versehen ist. Um eine einfache Enthärtung des als Wärmeträgermedium dienenden Wassers zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß in dem Kreislauf ein mit einem Zeolithen gefülltes Depot (4) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Umlaufheizanlage gemäß dem Oberbegriff des selbständigen Anspruches.

In solchen Anlagen zur Wärmeerzeugung, insbesondere zur Raumheizung, wird in der Regel Wasser als Wärmeträgermedium eingesetzt. Das im Wasser enthaltene Calcium fällt als Carbonat aus und bildet eine Dickschicht im Wärmeerzeuger. Diese Inkrustierung führt zu vielfältigen Störungen des Anlagebetriebes, insbesondere zu Siedegeräuschen, Leckagen durch thermische Überbeanspruchung und Funktionsstörungen in Armaturen.

Leitungswasser enthält Calcium- und Magnesiumionen, die als Carbonate Kalk bilden. Zur Vermeidung der unerwünschten Kalkfällung müssen diese Ionen entfernt werden. Neben einer aufwendigen Destillation hat sich der Ionenaustausch als einfaches und preiswertes Verfahren bewährt. Ionenaustauscher sind Verbindungen, die zu den unerwünschten Ionen eine höhere Affinität besitzen, als zu anderen, unkritischen Ionen. Bei der Enthärtung von Wasser werden daher die Kalkbildner Magnesium und Calcium gebunden, wobei Natrium an ihrer Stelle in Lösung geht. Das Wasser reagiert durch die Zugabe von Natrium leicht basisch, was jedoch unkritisch ist.

Es wurde auch schon vorgeschlagen zur Wasserenthärtung wasserlösliches Natriumpolyphosphat (Na₅P₃O₁₀) als Ionenaustauscher einzusetzen, allerdings trägt dieses Mittel durch seine Düngewirkung in einem erheblichen Maße zur Gewässerbelastung bei.

Es ist daher üblich zur Vermeidung von Kalkausscheidungen in Anlagen deren Füllwasser mittels Ionenaustauscher zu enthärten. Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß dazu ein sehr erheblicher apparativer Aufwand erforderlich ist.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Umlaufheizanlage der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der auf einfache Weise eine Enthärtung des Wassers möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Umlaufheizanlage der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches erreicht.

Zeolithe sind chemisch erheblich stabiler als Polyphosphate und sie führen auch nicht zu einer Aufdüngung des Abwassers. Außerdem ist Zeolith ein Ionenaustauscher, dessen Kapazität mit steigender Temperatur größer wird. Dabei findet jedoch der Austausch von Magnesiumionen deutlich langsamer statt, als der von Calciumionen. Zweckmäßigerweise wird ein Zeolith vom Typ A verwendet wie Na₁₂[(AlO₂)₁₂(SiO₂)₁₂]*27 H₂O.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es auf einfache Weise möglich das Wasser zu enthärten, wodurch Kalkablagerungen in der Anlage vermieden werden. Dabei kann auf aufwendige Apparaturen verzichtet werden und die Entsorgung des Wassers der Anlage erfordert keinerlei besondere Maßnahmen, da Zeolith in ökologischer Hinsicht unbedenklich ist.

Durch die Merkmale des Anspruches 2 ist einerseits sichergestellt, daß während der Füllung der Anlage das Wasser durch das Zeolith-Depot hindurchgeleitet und es dabei zu einem Ionenaustausch kommt. Dabei ergibt sich lediglich während der Füllung ein Strömungswiderstand, nicht jedoch innerhalb der Anlage.

Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich ebenfalls der Vorteil, daß durch das Depot keine Erhöhung des Strömungswiderstandes in der Anlage auftritt. Gleichzeitig ist aber durch das Zeolith-Depot im Ausgleichsgefäß auch sichergestellt, daß der Ionenaustausch auch langsam ablaufen kann, wodurch eine sehr effektive Entkalkung sichergestellt ist.

Durch die Merkmale des Anspruches 4 befindet sich der Zeolith im Kreislauf und kommt daher sehr gut zur Wirkung. Allerdings erhöht sich bis zur Auflösung des Depots der Strömungswiderstand in der Anlage. Es ist daher zweckmäßig das Depot erst nach einer Endprüfung im Herstellerwerk einzubringen.

Durch die Merkmale des Anspruches 5 ist dabei sichergestellt, daß beim Entleeren der Anlage, z. B. nach der Endprüfung im Herstellerwerk, das Zeolith-Depot voll erhalten bleibt.

Dies ist auch gemäß dem Anspruch 6 sichergestellt. Dabei ergibt sich aber auch der Vorteil, daß sich der Strömungswiderstand durch das Zeolith-Depot praktisch nicht erhöht.

Durch die Merkmale des Anspruches 7 ergibt sich der Vorteil, daß das Zeolith-Depot sehr einfach auch in bestehende Anlagen eingebaut werden kann. Dazu ist lediglich eine relativ einfache Änderung der Verrohrung erforderlich.

Dabei ist es besonders vorteilhaft die Merkmale des Anspruches 8 vorzusehen. Dadurch ist sichergestellt, daß bei der Montage des Zeolith-Depots dessen Verbindung zum Wasserkreislauf automatisch hergestellt wird.

Dabei wird des Zeolith-Depot zwar nicht vom Wasser durchströmt, doch von diesem benetzt, wodurch es zu einem Austausch der Ionen kommt.

Durch die Merkmale des Anspruches 9 ergibt sich der Vorteil, daß das Depot zu jeder Zeit ausgetauscht werden kann.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 6 schematisch verschiedene Möglichkeiten der Anordnung von Zeolith-Depots in einer Umlaufheizanlage.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ist ein Rohrabschnitt 1 mit einer Erweiterung 2 versehen, wobei im Bereich der beiden Enden der Erweiterung 2 Siebe 3 eingesetzt sind, zwischen denen eine als Zeolith-Depot 4 dienende Schüttung gehalten ist.

Diese sorgt bei der Durchströmung des Wassers für einen entsprechenden Ionenaustausch und damit für eine Enthärtung des Wassers.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 ist der Rohrabschnitt 1 ebenfalls mit einer Erweiterung 2 versehen. Allerdings ist in diese Erweiterung 2 ein Siebzylinder 5 eingesetzt, dessen lichter Querschnitt dem lichten Querschnitt des übrigen Rohrabschnittes 1 entspricht. Das Zeolith-Depot 4 ist dabei in den sich zwischen der Innenwandung der Erweiterung 2 und dem Siebzylinder 5 ergebenden Ringraum angeordnet. Dadurch ergibt sich bei der Durchströmung des Wassers durch das Zeolith-Depot praktisch keine Erhöhung des Strömungswiderstandes.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3 ist das Zeolith-Depot 4 in einem Ausgleichsgefäß 6 angeordnet, das durch eine Membrane 7 in eine Gaskammer 8 und eine Wasserkammer 9 unterteilt ist. Dabei ist in der Wasserkammer 9 das Zeolith-Depot 4 in Form einer Schüttung angeordnet.

Die Wasserkammer 9 ist mit einem Anschlußstutzen 10 versehen, der in üblicher Weise mit der Verrohrung der Umlaufheizanlage verbunden ist, wobei im Bereich des Stutzens 10 ein Sieb 11 vorgesehen ist, das für eine sichere Zurückhaltung der Zeolith-Schüttung sorgt.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 4 ist ein Rohrabschnitt 1' mit einem vorzugsweise zylindrischen Gehäuse 12 verbunden, das mit seiner einen Stirnseite an dem Rohrabschnitt 1' befestigt ist und mit dessen Innerem in Verbindung steht. Dabei ist dieses Gehäuse 12 mit einem Deckel 13 verschlossen, in dem sich ein Prüfstutzen 14 befindet.

Das Zeolith-Depot 4 befindet sich dabei im Inneren des Gehäuses 12 und kann bei Bedarf nach einer Entleerung des Rohrabschnittes 1 und Abnahme des Deckels 13 leicht ausgetauscht werden.

Das Zeolith-Depot 4 befindet sich dabei, wie auch bei der Ausführungsform nach der Fig. 2 und 3 strömungstechnisch in einem Totraum, doch hat dies auf die Wirksamkeit des Depot keine nennenswerten Auswirkungen, da es vom Wasser benetzt wird und daher der Ionenaustausch stattfinden kann.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 5 befindet sich das Zeolith-Depot 4 in einem Gehäuse 12', das in Form eine Patrone ausgebildet und mit einem Anschlußgewinde 15 versehen ist. Mit diesem Anschlußgewinde 15 ist das Gehäuse 12' an einen zusätzlichen Anschluß 16 eines Eckventiles 17 angeschlossen, das in einen Rohrabschnitt 1" eingebaut ist.

Dabei befindet sich das Zeolith-Depot 4, wie auch bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 4 strömungstechnisch in einem Totraum.

Die Ausführungsform nach der Fig. 6 zeigt eine der zuvor beschriebenen Ausführungsform ähnliche Lösung.

Dabei ist das patronenartige Gehäuse 12" mit einem Anschluß 16' eines in einen Rohrabschnitt 1 eingesetzten T-Stückes 18 mittels einer Überwurfmutter 19 verbunden.

In diesem Anschluß 16' ist ein Rückschlagventil 20 eingebaut, dessen Ventilkörper 21 von einer Feder 22 gegen einen Ventilsitz 23 vorgespannt ist und überdies vom im Rohrabschnitt 1 herrschenden Druck beaufschlagt ist.

Dabei ist des Gehäuse 12" mit einem Stift 24 versehen, der bei montiertem Gehäuse 12" gegen den Ventilkörper 21 drückt und diesen von seinem Ventilsitz 23 abhebt, wodurch eine hydraulische Verbindung zwischen dem Zeolith-Depot und dem im Rohrabschnitt 1 strömenden Wasser hergestellt wird. Gleichzeitig wird bei entsprechender Körnung des Zeolith-Depots 4 auch sichergestellt, daß dessen Körner auch dann nicht in den Wasserkreislauf der Heizungsanlage gelangen können, wenn des Gehäuse 12" nach oben von dem Rohrabschnitt 1 wegsteht.

Claims (9)

1. Umlaufheizanlage mit einem geschlossenen über einen Primär- Wärmetauscher und einen Wärmeverbraucher geführten Kreislauf, in dem ein Ausgleichsgefäß (6) angeordnet und der mit einem Einfüllstutzen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kreislauf ein mit einem kalkbindenden Stoff, vorzugsweise Zeolithen gefülltes Depot (4) vorgesehen ist.

2. Umlaufheizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Depot (4) im Einfüllstutzen angeordnet ist, wobei das Depot vorzugsweise in Form einer Schüttung ausgebildet ist.

3. Umlaufheizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Depot (4) im Ausgleichsgefäß (6) angeordnet ist.

4. Umlaufheizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Depot (4) in einem Rohrabschnitt (1) angeordnet ist.

5. Umlaufheizanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Depot (4) als eine zwischen zwei sich über den Rohrquerschnitt erstreckende Siebe (3) eingebrachte Schüttung ausgebildet ist, wobei die Siebe (3) vorzugsweise an den Endbereichen einer Erweiterung (2) des Rohres (1) angeordnet sind.

6. Umlaufheizanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrabschnitt (1) eine Erweiterung (2) aufweist, in der ein Siebzylinder (5) angeordnet ist, dessen lichter Querschnitt im wesentlichen dem lichten Querschnitt des Rohres (1) außerhalb dessen Erweiterung (2) entspricht, wobei das Depot (4) im Bereich der Erweiterung (2) des Rohres (1) außerhalb des Siebzylinders (5) angeordnet und von diesem begrenzt ist.

7. Umlaufheizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einem Gehäuse (12) gehaltenes Depot (4) an einem T-Stück (18) oder einem Eck-Ventil (17) mit einem zusätzlichen Auslaß (16) angeordnet ist, wobei das Depot (4) einen Totraum bildet.

8. Umlaufheizanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Anschluß (16') des T-Stückes (18), an welchem das Depot (4) gehalten ist, ein Rückschagventil (20) angeordnet ist, dessen Ventilkörper (21) von einem mit einem Gehäuse (12") des Zeolith-Depots (4) verbundenen Stift (24) von seinem Ventilsitz (23) abhebbar ist.

9. Umlaufheizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Rohrstück (1') ein mit einem Deckel (13) verschließbares und zum Rohr (1') hin offenen Gehäuse (12) ein Depot (4) angeordnet ist.