-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung
für ein
Wasserheizsystem, insbesondere für
eine Heizanlage, die Festbrennstoff verwendet.
-
Beschreibung des Standes
der Technik
-
Derzeit
werden Sicherheitsventile mit Kapillaren für die Sicherheit gegen Überhitzen
von Wassererhitzern eingesetzt. Während des Betriebs dehnt sich
eine warme Flüssigkeit
in dem Temperatursensor aus und fließt durch die Kapillare in ein
Ventil, wo es ein Schiebeventil anhebt. Bei Erreichen einer vorbestimmten
maximalen Temperatur (im allgemeinen 95°C) öffnet der Warmwasserausgang
von der Heizanlage und Kaltwasser wird hineingeleitet. Der Nachteil
besteht in der Verwendung der Flüssigkeit,
um die Temperatur zu erfassen, und in der Umwandlung einer Temperaturänderung
in eine Bewegung des Sicherheitsventils. Die Ausdehnungsfähigkeit
der Flüssigkeit
ist vergleichsweise klein und von dem Moment, bei dem sich das Ventil
beginnt zu öffnen,
bis dieses vollständig
offen ist, wird eine Temperaturdifferenz bis zu 15°C benötigt. Es
besteht des weiteren ein Risiko, dass die Kapillare bricht, und
es wird eine Sicherheitsummantelung benötigt.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
Nachteile der gegenwärtigen
Situation werden durch die neue Sicherheitseinrichtung für ein Wasserheizsystem,
insbesondere für
eine Heizanlage, die Festbrennstoff verwendet, in einem hohen Maße eliminiert,
wobei die Sicherheitseinrichtung ein temperaturgesteuertes Regelungselement
umfasst. Die Grundlage der Erfindung besteht darin, dass das temperaturgesteuerte
Regelungselement in dem Warmwasserkreislauf derart angeordnet ist,
dass sein ausfahrbarer Schaft fest an einem Schiebeverschlusselement
anliegt, der in dem Gehäuse
einer Verteileinrichtung angeordnet ist, um so in seiner Betriebsposition
ein gleichzeitiges Verbinden des Warmwasserkreislaufes mit der Abflussleitung
und ein Öffnen
der Kaltwasserzufuhr zum System zu ermöglichen, was eine gleichzeitige
Abgabe von kaltem Kühlwasser
in die Einrichtung bedeutet.
-
Das
Gehäuse
der Verteileinrichtung kann an der Warmwasser-Ausgangsleitung derart
befestigt sein, dass der Schaft des temperaturgesteuerten Regelungselementes,
um welches Warmwasser herum fließt, gegen den Druck einer Feder
fest an dem Schiebeverschlusselement des Schiebeelementes anliegt,
dessen Gehäuse
sowohl mit der Abflussleitung als auch mit der Kaltwasserzufuhr
in den Erhitzer verbunden ist. Das temperaturgesteuerte Regelungselement,
dessen Temperatursensor lose in dem Hohlraum des Endteils eingebaut
ist, der mit einem Außengewinde
zum Anschluss an den Warmwasserkreislauf des Wassererhitzers ausgestattet
ist, kann in dem Gehäuse
der Verteileinrichtung durch einen Abstandsring mit Öffnungen
für den
Durchlass von Warmwasser in den Raum des Schiebeventils befestigt
sein, wobei das Gehäuse
der Verteileinrichtung des weiteren eine Muffe zum Anschluss an
die Abflussleitung und mit Kupplungsmuffen für die Kaltwasserzufuhr in den
Erhitzer ausgestattet ist, während
der ausfahrbare Schaft des temperaturgesteuerten Regelungselementes
fest an dem Schiebeverschlusselement des Schiebeelements gegen den Druck
der Feder anliegt, welche in einer Kappe angeordnet ist, welche
in das andere Endteil des Gehäuses
der Verteileinrichtung eingeschraubt ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel
kann die Kappe fest an dem Führungselement
anliegen, das mit einer Dichtung in einer inneren Ausnehmung des
Gehäuses
der Verteileinrichtung angeordnet ist, wobei das Verschlusselement
der Verteileinrichtung verschiebbar mit einer Dichtung in dem Hohlraum
des Führungselementes
angeordnet ist.
-
Ein
drehbarer Regelungsdeckel mit einem Schaft, der sich durch die Kappe
erstreckt und mit dem Verschlusselement der Verteileinrichtung verbunden
ist, kann verschiebbar an der Kappe positioniert sein. Der Regelungsdeckel
mit Schaft kann als manuelle Regelung des Sicherheitsventils dienen, um
dessen Funktionieren zu überprüfen.
-
Das
temperaturgesteuerte Regelungselement weist vorzugsweise eine Wachsfüllung auf. Dies
ermöglicht
die Erzielung eines maximalen Hubs und folglich auch des maximalen
Hubs des Schiebeventils innerhalb eines kleinen Temperaturintervalls.
-
Die
Vorrichtung gemäß dieser
Erfindung ermöglicht
die Verbindung des Warmwasserkreislaufes mit der Abflussleitung
und auch die Abgabe von kaltem Kühlwasser
in die Vorrichtung. Weil das temperaturgesteuerte Regelungselement
direkt an dem Eingang der Sicherheitseinrichtung angeordnet ist, wird
deren Eingang auch zum Messen der Temperatur des Heizwassers genutzt.
Der Aufbau der Sicherheitseinrichtung ist so um einiges vereinfacht.
Es ist nicht notwendig, zwei Muffen an dem Heizwasserausgang von
dem Erhitzer zu befestigen, nämlich eine
zum Verbinden der Ummantelung für
den Kapillarsensor und die andere zum Verbinden der Abflussleitung
mit dem Ventil. Somit gibt es auch eine Einsparung in Bezug auf
Verbindungsleitungen. Weil die Sicherheitseinrichtung direkt an
dem Boiler oder direkt in der Ausgangsleitung von dem Boiler angeordnet
ist, besteht kein Bedarf, eine Kapillare zu verwenden (derzeit müssen Kapillaren
doppelt ausgeführt sein
und gegen mechanische Belastung geschützt sein, beispielsweise durch
einen armierten Schlauch). Die Sicherheit des gesamten Systems wird
somit erhöht.
-
Zum
Notkühlen
der Heizanlage mit temperaturgesteuertem Regelungselement kann ein
Einzweck-Wärmetauscher
genutzt werden, welcher im allgemeinen direkt in dem Boiler oder
in einem Zylinder in der Nähe
des Boilers an der Ausgangsleitung von dem Boiler angeordnet ist.
In solch einem Fall kann das temperaturgesteuerte Regelungselement in
dem Warmwasserkreislauf so angeordnet sein, dass dessen ausfahrbarer
Stift fest an dem Schiebeverschlusselement anliegt, welches in dem
Gehäuse der
Verteileinrichtung platziert ist, um so in dessen Betriebsstellung
den Fluss von Kaltwasser durch den Wärmetauscher, der an dem Warmwasserausgang von
dem System oder direkt in dem Boiler angeordnet ist, zu ermöglichen.
Das Gehäuse
der Verteileinrichtung ist an dem Warmwasserausgang im Gehäuse oder
außerhalb
des Gehäuses
des Wassererhitzers befestigt, so dass das Schiebeverschlusselement
der Verteileinrichtung, das gegen den Sitz des Gehäuses der
Verteileinrichtung durch den Druck der Feder gedrückt wird,
in gelöster
Betriebsstellung des ausfahrbaren Schafts des temperaturgesteuerten Regelungselementes
die Quelle des unter Druck stehenden Kaltwassers durch den Wärmetauscher
hindurch, der an dem Warmwasserausgang oder direkt in dem Boiler
angeordnet ist, mit der Abflussleitung verbindet. Das temperaturgesteuerte
Regelungselement kann in dem Gehäuse
der Verteileinrichtung befestigt sein, so dass dessen Temperatursensor
lose in dem Hohlraum des Endteils eingebaut ist, welches mit einem
Außengewinde
zum Anschluss an den Warmwasserkreislauf des Wassererhitzers ausges tattet
ist, während
dessen ausfahrbarer Schaft fest an dem Schiebeverschlusselement
anliegt, welches mit einer Schulter ausgestattet ist, die unter
dem Druck der Feder, die in der Kappe angeordnet ist, die in den
anderen Endteil des Gehäuses
der Verteileinrichtung eingeschraubt ist, fest an dem Sitz anliegt, der
in dem Gehäuse
der Verteileinrichtung ausgebildet ist, und während das Gehäuse der
Verteileinrichtung im Bereich des Sitzes mit Kupplungsmuffen zum Anschließen des
Kaltwasserkreislaufes ausgestattet ist, der die Quelle des unter
Druck stehenden Kaltwassers durch den Wärmetauscher hindurch, der an dem
Warmwasserausgang angeordnet ist, mit der Abflussleitung verbindet.
Die Kappe liegt fest an dem Führungselement
an, welches mit einer Dichtung in einer inneren Ausnehmung des Gehäuses der
Verteileinrichtung angeordnet ist, wobei das Verschlusselement der
Verteileinrichtung mit einer Dichtung verschiebbar in dem Hohlraum
des Führungselementes positioniert
ist. Das temperaturgesteuerte Regelungselement weist vorzugsweise
eine Wachsfüllung auf.
Nach Erreichen der Notstands- oder Grenztemperatur in einem gegebenen
Fall öffnet
der Kühlkreis, wodurch
die Quelle des unter Druck stehenden Kaltwassers durch den Wärmetauscher
hindurch mit der Abflussleitung verbunden wird, wodurch der Boiler gekühlt wird.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Für ein besseres
Verständnis
werden in den beiliegenden Zeichnungen und der folgenden detaillierten
Beschreibung Beispiele von bevorzugten Ausführungsformen dargestellt. 1 zeigt
die Sicherheitseinrichtung für
ein Wasserheizsystem, insbesondere für eine Heizanlage, die Festbrennstoff
verwendet. Gezeigt ist hier im Querschnitt das Gehäuse der
Verteileinrichtung, welche zur Befestigung an dem Gehäuse des
Wassererhitzers (Boiler) ausgelegt ist, so dass das Schiebeverschlusselement
der Verteileinrichtung, das gegen den Sitz des Gehäuses der
Verteileinrichtung durch den Druck der Feder gedrückt wird,
in einer gelösten
Betriebsstellung des ausfahrbaren Schafts des temperaturgesteuerten Regelungselementes
die Quelle des unter Druck stehenden Kaltwassers durch den Wärmetauscher
hindurch, der an dem Warmwasserausgang in dem System angeordnet
ist, mit der Abflussleitung verbindet. 2 zeigt
eine Sicherheitsvorrichtung für
ein Wasserheizsystem, insbesondere für eine Heizanlage, die Festbrennstoff
verwendet, in einem auseinander gebauten Zustand, bei der das Schiebeverschlusselement
in dem Gehäuse
der Verteileinrichtung in dessen Betriebsposition eine gleichzeitige
Verbindung des Warmwasserkreislaufes mit der Abflussleitung und das Öffnen der
Kaltwasserzufuhr in das System ermöglicht. 3 ist ein
Querschnitt der Anordnung gemäß 2 nach
Zusammenbau, und 4 ist ein Teil-Querschnitt der
gleichen Anordnung um 90° gedreht.
Die 5 und 6 zeigen eine zu den 3 und 4 ähnliche
Anordnung, dies bezieht sich auf eine Kappe mit eingesetzter Feder,
jedoch ist diese hier direkt in das Gehäuse der Verteileinrichtung ohne
die Zufügung
eines Führungselementes
eingeschraubt.
-
Beispiele
bevorzugter Ausführungsformen
-
1 zeigt
ein Beispiel für
eine Sicherheitseinrichtung für
ein Wasserheizsystem, das ein temperaturgesteuertes Regelungselement 3 umfasst, welches
in Betrieb in einem heißen
Heizwasserkreislauf platziert ist, so dass dessen ausfahrbarer Schaft 4 fest
an dem Schiebeverschlusselement 2 anliegt, das in dem Gehäuse 1 der
Verteileinrichtung platziert ist und eine Verbindung einer Abflussleitung
durch einen an dem Warmwasserausgang befindlichen Wärmetauscher
hindurch, durch den die Einrichtung gekühlt wird, mit einer Quelle
von unter Druck stehendem Kaltwasser ermöglicht. Das Gehäuse 1 der
Verteileinrichtung, hergestellt durch Messinggießen oder Messingschmieden,
ist an dem Gehäuse
des Wassererhitzers (Boiler) befestigt, so dass das Schiebeverschlusselement 2 der
Verteileinrichtung durch den Druck der Feder 8 gegen den
Sitz des Gehäuses 1 der
Verteileinrichtung gedrückt
wird. Das temperaturgesteuerte Regelungselement 3 ist in
dem Gehäuse 1 der
Verteileinrichtung so angebracht, dass dessen Temperatursensor locker
in dem Hohlraum 10 des Endteils (es kann sich auch um ein
Reservoir handeln) eingebaut ist, welches mit einem Außengewinde
für den
Anschluss an den warmen Heizwasserkreislauf des Wassererhitzers
ausgestattet ist. Dessen ausfahrbarer Schaft 4 liegt fest
an dem Schiebeverschlusselement 2 an, das mit einer Schulter 11 ausgestattet
ist, die fest an dem Sitz, der in dem Gehäuse 1 der Verteileinrichtung
ausgebildet ist, unter dem Druck der Feder 8 anliegt, die
an der Halterung 7 in der Kappe 9 angeordnet ist,
die in den anderen Endteil des Gehäuses 1 der Verteileinrichtung
eingeschraubt ist. Das Gehäuse 1 der
Verteileinrichtung ist im Bereich des Sitzes mit Kupplungsmuffen 12, 13 für den Anschluss
an dem Kühlkreislauf
ausgestattet, der die Quelle des unter Druck stehenden Kaltwassers
durch den Wärmetauscher
hindurch, der an dem Warmwasserausgang des Systems angeordnet ist, mit
der Abflussleitung verbindet. Die Kappe 9 liegt fest an
dem Führungselement 6 an,
welches mit einer Dichtung in einer inneren Ausnehmung des Gehäuses 1 der
Verteilein richtung angeordnet ist, wobei das Verschlusselement 2 der
Verteileinrichtung mit einer Dichtung verschiebbar in dem Hohlraum
des Führungselementes 6 positioniert
ist.
-
Die 2, 3 und 4 zeigen
ein Beispiel einer Zweiweg-Sicherheitseinrichtung für ein Wasserheizsystem,
insbesondere für
eine Heizanlage, die Festbrennstoff verwendet. Sie umfasst das Gehäuse 1 einer
Verteileinrichtung, in deren durchgreifendem Hohlraum drei Dichtflächen oder
Sitze zur Aufnahme eines beweglichen und federbelasteten Schiebeventils
mit dichtenden O-Ringen ausgebildet sind. Das Schiebeventil dient
dazu, gemeinsam zwei Wasserleitungen zu trennen, eine für den Fluss
des Kaltwassers in die Heizanlage und die andere für den Fluss
des Warmwassers von der Heizanlage in die Abflussleitung, und wobei
es durch dessen Verschiebung gleichzeitig diese beiden Leitungen öffnet oder
schließt.
-
Das
temperaturgesteuerte Regelungselement 3 ist hier in dem
warmen Heizwasserkreislauf so positioniert, dass dessen ausfahrbarer
Schaft eng an dem Schiebeverschlusselement 2 anliegt, das
in dem Gehäuse 1 der
Verteileinrichtung angeordnet ist, um so die Verbindung von dem
heißen
Heizwasserkreislauf zu der Abflussleitung zu ermöglichen. Das Schiebeverschlusselement 2 öffnet in
seiner Betriebsstellung gleichzeitig die Kaltwasserzufuhr in das
System, durch die die Heizanlage gekühlt wird.
-
Das
Gehäuse
der Verteileinrichtung ist an der Eingangsleitung des warmen Heizwassers
befestigt, so dass der Schaft 4 ihres temperaturgesteuerten
Regelungselementes 3, um welches herum das heiße Wasser fließt, eng
gegen den Druck der Feder 8 an dem Schiebeverschlusselement 2 des
Schiebeventils anliegt, dessen Gehäuse sowohl mit der Abflussleitung
als auch mit der Kaltwasserzufuhr in das System verbunden ist.
-
Das
temperaturgesteuerte Regelungselement 3, dessen Temperatursensor
locker in dem Hohlraum 10 des Endteils eingebaut ist, das
mit einem Außengewinde
zum Anschluss des warmen Heizwasserkreislauf des Wassererhitzers
ausgestattet ist, ist in dem Gehäuse 1 der
Verteileinrichtung durch einen Abstandsring 5 aus Messing
befestigt. Der Abstandsring 5 weist Öffnungen für den Durchlass von heißem Heizwasser
von dem Wassererhitzer in den Raum des Schiebeventils auf. Das Gehäuse 1 der
Verteileinrichtung ist des weiteren mit einer Kupplungsmuffe 14 für den Anschluss
an die Abflussleitung und mit Kupplungsmuffen 15 für die Kaltwasserzufuhr
in das System aus gestattet. Der ausfahrbare Schaft 4 des
temperaturgesteuerten Regelungselements 3 liegt eng an
dem Schiebeverschlusselement 2 des Schiebeventils gegen
den Druck der Feder 8 an, die in der Kappe 9 angeordnet
ist, welche in den anderen Endteil des Gehäuses der Verteileinrichtung
eingeschraubt ist. Die Kappe 9 liegt fest an dem Führungselement 6 an,
welches mit einer Dichtung in einer inneren Ausnehmung des Gehäuses 1 der
Verteileinrichtung sitzt, wobei das Verschlusselement 2 der
Verteileinrichtung mit einer Dichtung verschiebbar in dem Hohlraum
des Führungselementes 6 positioniert
ist.
-
In
einer anderen Ausführungsform,
die in den 5 und 6 gezeigt
wird, gibt es kein Führungselement
an der Stelle des Durchganges des Verschlusselementes 2 des
Schiebeventils. Die Führung ist
direkt an dem Gehäuse 1 der
Verteileinrichtung vorgesehen, in dessen durchgreifenden Hohlraum 4 dichtende
Flächen
ausgebildet sind.
-
Ein
drehbarer Regelungsdeckel 16, der einen Schaft aufweist,
der durch die Kappe 9 greift und mit dem Verschlusselement 2 der
Verteileinrichtung verbunden ist, kann verschiebbar an der Kappe 9 (5 und 6)
angeordnet sein. Dieser Kontrolldeckel 16 mit Schaft kann
für die
manuelle Regelung des Sicherheitsventils eingesetzt werden, um dessen Funktionieren
zu überprüfen. Durch
Drehung des Deckels 16 kann dieser axial angehoben werden,
wodurch das gesamte Schiebeventil in die geöffnete Stellung bewegt wird.
-
Das
temperaturgesteuerte Regelungselement 3 (thermostatisches
Element) ist an dem Ausgang des Erhitzers (Heizanlage) angeordnet,
beispielsweise am Ausgang eines Boilers, der Festbrennstoff oder
einen Feuerungseinsatz verwendet. Wenn sich die Temperatur des erhitzten
Wassers in einem normalen Bereich, beispielsweise bis zu 90° bewegt,
befindet es sich in dessen Grundstellung, welche der geschlossenen
Position bezüglich
des Schiebeventils entspricht (3 und 4).
Durch die Wirkung der Feder 8 bleibt es in dieser geschlossenen
Position. Wenn die Temperatur des Heizwassers ein bestimmtes Maß, beispielsweise
95°, überschreitet,
wird der Schaft des temperaturgesteuerten Regelungselementes 3,
gegen das das Schiebeventil durch die Feder 8 fortwährend gedrückt wird,
aus dem Gehäuse
gezogen und bewegt das Schiebeventil in Richtung entgegen der Feder 8.
Das Ventil wird dabei für
das heiße
Wasser geöffnet,
welches von dem Wassererhitzer in eine Abflussleitung, beispielsweise
in einen Was serkanal, läuft,
dies gilt auch für das
Kaltwasser, welches von der Wasserhauptleitung in die Rücklaufleitung
des Wassererhitzers fließt,
wodurch er gekühlt
wird. Sobald der Erhitzer auf eine vorbestimmte Temperatur abkühlt, beispielsweise
92 bis 93°C,
kehrt der Schaft des temperaturgesteuerten Regelungselements 3 wieder
in die Anfangsposition zurück
und die Feder 8 schließt
das Schiebeventil. Das temperaturgesteuerte Regelungselement 3 weist
vorzugsweise eine Wachsfüllung
auf. Es ist somit möglich,
einen maximalen Hub des Elements und folglich auch einen maximalen
Hub des Schiebeventils innerhalb eines kleinen Temperaturintervalls
zu erhalten. Beispielsweise benötigt
es von dem Beginn des Öffnens
bis zum vollständigen Öffnen des
Schiebeventils näherungsweise
5°C.
-
Gewerbliche
Anwendungen
-
Die
Erfindung kann in Systeme zum Erhitzen von Wasser eingesetzt werden,
in denen sie ein Überhitzen
der Heizanlage verhindert. Sie ist in erster Linie für Boiler
ausgelegt, die Festbrennstoff verwenden, in denen, hervorgerufen
durch einen elektrischen Stromausfall, die Kreislaufpumpe stoppt
und der Boiler beginnt zu überhitzen.
Die Sicherheitseinrichtung bietet auch eine Absicherung in dem Fall, dass
alle thermostatischen Ventile in einem Gebäude geschlossen werden oder
die Absperrhähne
in dem Boiler aufgrund eines Versehens geschlossen werden.
-
- 1
- Gehäuse der
Verteilvorrichtung
- 2
- Schiebeverschlusselement
- 3
- temperaturgesteuertes
Regelungselement
- 4
- Schaft
des temperaturgesteuerten Regelungselementes
- 5
- Abstandsring
- 6
- Führungs-
und Dichtelement
- 7
- Halterung
der Feder (8)
- 8
- Feder
- 9
- Kappe
- 10
- Hohlraum
des Endteils
- 11
- Schulter
- 12
- Kupplungsmuffe
zum Anschluss an den Kaltwasserkreislauf
- 13
- Kupplungsmuffe
zum Anschluss an den Kaltwasserkreislauf
- 14
- Kupplung
zum Anschluss der Abflussleitung
- 15
- Kupplungsmuffen
für die
Kaltwasserzufuhr in den Erhitzer
- 16
- drehbarer
Regelungsdeckel