DE10235061C1 - Expansionsvorrichtung zur Aufnahme von erwärmtem Trinkwasser - Google Patents
Expansionsvorrichtung zur Aufnahme von erwärmtem TrinkwasserInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Expansionsvorrichtung mit einer durch eine bewegliche Wandung begrenzten Ausgleichskammer zur Aufnahme eines überschüssigen Volumens von erwärmtem Trinkwasser, das durch thermische Ausdehnung bei der Aufheizung eines Trinkwassererwärmers in einem geschlossenen, druckfesten, mit einem Sicherheitsventil versehenen Warmwassersystem entsteht, wobei die bewegliche Wandung unter einem dem Wasserdruck im Warmwassersystem entgegenwirkenden Gegendruck steht und das Sicherheitsventil bei einem Abblasdruck öffnet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Expansionseinrichtung mit geringeren Abmessungen zu schaffen. Das wird dadurch erreicht, daß die Ausgleichskammer (84) mit dem Warmwassersystem über ein Überströmventil (12) verbunden ist, das bei einem unterhalb des Abblasdruckes liegenden Überströmdruck öffnet und die Ausgleichskammer (84) über ein zu dem Warmwassersystem hin öffnendes, zu dem Überströmventil (12) parallelgeschaltetes Rückschlagventil (82) mit dem Warmwassersystem verbunden ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Expansionsvorrichtung mit einer durch eine bewegliche
Wandung begrenzten Ausgleichskammer zur Aufnahme eines überschüssigen Volumens
von erwärmtem Trinkwasser, das durch thermische Ausdehnung bei der Aufheizung
eines Trinkwassererwärmers in einem geschlossenen, druckfesten, mit einem
Sicherheitsventil versehenen Warmwassersystem entsteht, wobei die bewegliche
Wandung unter einem dem Wasserdruck im Warmwassersystem entgegenwirkenden
Gegendruck steht und das Sicherheitsventil bei einem Abblasdruck öffnet.
Zur Bereitung von Warmwasser werden Trinkwassererwärmer verwendet, die
beispielsweise von einem nach außen wärmeisolierten Kessel in Wärmeaustausch mit
dem Heizungswasser einer Warmwasserheizung gebildet sind. Dieser
Trinkwassererwärmer ist in einem geschlossenen, druckfesten Warmwassersystem
angeordnet. Das Warmwassersystem steht über einen Rückflußverhinderer mit einem
Trinkwassersystem in Verbindung. Ein Druckminderer begrenzt den Wasserdruck im
Trinkwassersystem. Das Warmwassersystem gestattet an Zapfstellen das Zapfen von
warmem Wasser aus dem Trinkwassererwärmer. Aus dem kalten Trinkwassersystem
fließt dann über den oder die Rückflußverhinderer wieder kaltes Wasser nach, das in dem
Trinkwassererwärmer aufgeheizt wird. Warmes Wasser hat ein größeres Volumen als
kaltes Wasser. Beim Aufheizen von kaltem Trinkwasser in dem Trinkwassererwärmer
wird daher das Volumen des Wassers in dem Warmwassersystem vergrößert. Da das
System abgeschlossen ist, führt das zu einer Druckerhöhung. Aus diesem Grunde ist an
dem Warmwassersystem ein Sicherheitsventil angebracht. Das Sicherheitsventil öffnet
bei einem bestimmten Abblasdruck. Es tritt dann eine gewisse Menge von Wasser aus,
bis der Druck in dem Warmwassersystem wieder auf einen normalen Wert abgesunken
ist. Dabei geht jedesmal eine Menge von Wasser verloren, wenn warmes Wasser gezapft
und dann wieder durch aufzuheizendes kaltes Trinkwasser ersetzt wird. Diese
Verlustmengen können sich im Laufe der Zeit zu erheblichen Volumina aufsummieren.
Das stellt einen höchst unerwünschten Verlust an Trinkwasser und Energie dar.
Aus diesem Grunde sind Expansionsvorrichtungen bekannt (EP 0 884 539 A1), welche
die bei der Erwärmung auftretende Volumenvergrößerung des Trinkwassers
aufzunehmen vermögen, ohne daß das Sicherheitsventil anspricht. Bekannte
Expansionsvorrichtungen dieser Art enthalten einen etwa kugelförmigen Behälter, der
durch eine Membran in zwei Kammern unterteilt ist. Eine Kammer dient als
Ausgleichskammer und ist mit dem Warmwassersystem verbunden. Die andere Kammer
ist mit einem Druckgas gefüllt. Das Druckgas ist bei der normalen Lage der Membran im
wesentlichen auf dem Betriebsdruck des Warmwassersystems von etwa 0,4 MPa.
Vergrößert sich das Volumen des erwärmten Trinkwassers in dem geschlossenen
Warmwassersystem durch Erwärmung von Wasser in dem Trinkwassererwärmer, wird
das zusätzliche Volumen von der Ausgleichskammer aufgenommen. Die Membran
weicht dabei aus und vergrößert die Ausgleichskammer. Gleichzeitig wird das mit
Druckgas gefüllte Volumen zusammengedrückt. Der Druck in der mit Druckgas gefüllten
Kammer steigt ebenso wie der Druck des Trinkwassers in dem Warmwassersystem an.
Wenn Wasser gezapft wird, dann sinkt der Druck wieder auf den Betriebsdruck des
Warmwassersystems ab. Die Membran geht wieder in ihre Ausgangsstellung zurück.
Nach Ersatz des gezapften Wassers durch Frischwasser aus dem Trinkwassersystem und
Aufheizen dieses Frischwassers steht wieder der volle Hub der Membran zur Verfügung,
um die Volumenänderung durch Ausdehnung aufzunehmen.
Bei großen Volumenänderungen steigt der Druck von Druckgas und Trinkwasser bis auf
den Abblasdruck des Sicherheitsventils von beispielsweise 0,6 MPa an. Dann öffnet das
Sicherheitsventil und läßt das dann noch überschüssige Wasser ab.
Die bekannten Expansionsvorrichtungen sind dafür ausgelegt, die Volumenänderung des
erwärmten Wassers zwischen dem Betriebsdruck und dem Abblasdruck des
Sicherheitsventils aufzunehmen. Bekannte Expansionsvorrichtungen haben unerwünscht
große Abmessungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Expansionseinrichtung der eingangs
genannten Art mit geringeren Abmessungen zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ausgleichskammer mit
dem Warmwassersystem über ein Überströmventil verbunden ist, das bei einem unterhalb
des Abblasdruckes liegenden Überströmdruck öffnet und die Ausgleichskammer über ein
zu dem Warmwassersystem hin öffnendes, zu dem Überströmventil parallelgeschaltetes
Rückschlagventil mit dem Warmwassersystem verbunden ist.
Dabei wird zunächst bei einem Druckanstieg bis zu dem Überströmdruck die
Volumenäderung durch das Warmwassersystem und den Trinkwassererwärmer selbst
aufgenommen. Es hat sich gezeigt, daß das in vielen Fällen ausreicht, so daß das
Überströmventil gar nicht öffnet. Wenn das Überströmventil öffnet, dann tritt die
Expansionsvorrichtung in Funktion. Die Ausgleichskammer der Expansionsvorrichtung
vergrößert sich, so daß die weitere Volumenänderung aufgenommen wird. Wenn
Warmwasser gezapft wird, sinkt der Druck im Warmwassersystem. Das Überströmventil
schließt, aber das von der Ausgleichskammer aufgenommene Wasservolumen kann über
das Rückschlagventil zurückfließen.
Bei einer solchen Konstruktion braucht der auf die bewegliche Wandung wirkende
Gegendruck nicht dem normalen, durch einen Druckminderer bestimmten Systemdruck
von z. B. 0,4 MPa zu entsprechen sondern kann geringer gewählt werden. Der
Gegendruck braucht nur so groß gewählt zu werden, daß dar Druck im
Warmwassersystem beim Zapfen von Warmwasser unter diesen Gegendruck absinkt.
Dieses Absinken des Drucks im Warmwassersystem ergibt sich schon durch den
Druckabfall an dem vorgeschalteten Druckminderer. Dann reicht der Gegendruck aus,
um beim Zapfen von Warmwasser das in der Ausgleichskammer eingeschlossene
Wasservolumen über das Rückschlagventil wieder in das Warmwassersystem
zurückfließen zu lassen.
Es zeigt sich, daß durch eine solche Konstruktion die Abmessungen der
Expansionsvorrichtung wesentlich verringert werden können. Wenn ein den Gegendruck
erzeugendes Druckgas anfänglich auf einem gegenüber dem normalen Betriebsdruck
niedrigeren Druck ist, denn erfordert es, verglichen mit Druckgas unter Betriebsdruck,
einen größeren Hub der beweglichen Wand, bis der Abblasdruck erreicht wird. Wenn der
Hub, der durch das geforderte Volumen der Ausgleichskammer bestimmt ist, vorgegeben
ist, dann kann das Volumen des Druckgases vermindert werden. Das ermöglicht eine
Verkleinerung der Expansionsvorrichtung.
Ohne Verwendung eines Überströmventils könnte der Gegendruck nicht einfach unter
den Betriebsdruck abgesenkt werden. Dann würde nämlich schon der normale
Betriebsdruck die bewegliche Wand so weit auslenken, daß nicht mehr genügend
Volumen der Ausgleichskammer zur Verfügung steht.
Da die bewegliche Wandung dabei wieder in ihre Ausgangslage zurückkehrt und das
Volumen der Ausgleichskammer praktisch auf null reduziert wird, also keine
Totvolumina vorhanden sind, können sich keine Reste von stehendem Wasser bilden, die
bei bekannten Expansionsvorrichtungen durch eine Zwangszirkulation ausgespült werden
müssen.
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die
zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Expansionsvorrichtung mit Überström-
und Rückschlagventil.
Fig. 2 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Erfindung und zeigt die
Abhängigkeit des Druckabfalls an einem Druckminderer von der gezapften
Wassermenge.
Mit 10 ist ein Ventilgrundkörper eines Überströmventils 12 bezeichnet. Der
Ventilgrundkörper 10 bildet eine im wesentlichen kreisförmige Fläche 14, die von einem
kurzen, mit einem Innengewinde versehenen Gewindestutzen 16 umgeben ist. In den
Gewindestutzen 16 ist eine Expansionsvorrichtung 18 mit einem Gewindestutzen 20
eingeschraubt.
Die Expansionsvorrichtung 18 weist einen inneren Zylinder 22 auf. Der innere Zylinder
22 geht an seinem in Fig. 1 unteren Ende in den Gewindestutzen 20 über. Der
Gewindestutzen 20 sitzt auf der Fläche 14 des Ventilgrundkörpers 10 auf. In einem
mittleren Bereich in der Nähe des Gewindestutzens 20 ist an den inneren Zylinder 22 ein
äußerer Zylinder 24 über einen Ringabschnitt 26 angeformt. Der innere und der äußere
Zylinder 22 und 24 sind zueinander koaxial und bilden einen Ringraum 26. Der innere
und der äußere Zylinder 22 bzw. 24 sind auf der dem Überströmventil 12 abgewandten
Seite hin, oben in Fig. 1, offen. Der äußere Zylinder 24 ragt etwas über den inneren
Zylinder 22 hinaus. Auf dem äßeren Zylinder 24 sitzt ein Deckel 28. Zwischen dem
äußeren Zylinder 24 und dem Deckel 28 sind Dichtungen 30 Angeordnet: Zentral in dem
Deckel sitzt ein Ventil 32 für die Zufuhr von Druckluft. Das Ventil 32 kann nach Art
eines Reifen-Füllventils ausgebildet sein.
Zwischen dem Deckel 28 und dem Ventilgrundkörper 10 erstreckt sich eine zentrale
Führungsstange 34. Die Führungsstange 34 ist mit einem Gewindeansatz 36 in einen mit
Innengewinde versehenen Kragen 38 auf der Innenseite des Deckels 28 eingeschraubt
und mit einem Zapfenansatz 40 in einer zentralen Ausnehmung 42 der Fläche 14
gehalten. Ein Kolben 44 ist mit Dichtungen 46 in dem inneren Zylinder 22 geführt. Der
Kolben 44 ist außerdem mit einer Buchse 48 zentral auf der Führungsstange 34 geführt.
Die Buchse 48 ist durch Dichtungen 50 gegen die Führungsstange 34 abgedichtet.
Der Ventilgrundkörper 10 weist einen Anschlußstutzen 52 zum Anschluß an das
Warmwassersystem auf. Durch den Ventilgrundkörper 10 erstreckt sich ein Kanal 54.
Der Kanal 54 weist einen erweiterten Abschnitt 56 auf. Von dem erweiterten Abschnitt
56 zweigt ein Verbindungskanal 58 ab. Der Verbindungskanal 58 mündet in der Fläche
14.
Das Überströmventil 12 enthält einen Ventilschieber 60, der mit Dichtungen 62 und 64 in
dem erweiterten Abschnitt 56 geführt ist. Der Kanal 54 erweitert sich auf der dem
Anschlußstutzen abgewandten Seite zu einem Zylinder 66. An dem Ventilschieber 60
sitzt ein Kolben 68. Der Kolben 68 ist in dem Zylinder 66 geführt. Zwischen dem
erweiterten Abschnitt 56 des Kanals 54 und dem Zylinder 66 ist ein konischer
Übergangsabschnitt 70 gebildet. Ein Längskanal 72 erstreckt sich durch den
Ventilschieber 60. Der Längskanal 72 steht über seitlich Bohrungen 74 mit dem
Übergangsabschnitt 70 in Verbindung. Der Kolben 68 ist von einer vorgespannten
Schraubenfeder 76 belastet. Die Vorspannung der Schraubenfeder 76 kann mittels eines
Stellmechanismus 78 eingestellt werden. Der Stellmechanismus 78 ist in das nach rechts
in Fig. 1 hin offene Ende des Zylinders 66 eingesetzt.
Mit dem Kanal 54 steht einlaßseitig von der Erweiterung 56 ein Rücklaufkanal 80 in
Verbindung. Am anderen Ende mündet der Rücklaufkanal 80 in der Fläche 14. In dem
Rücklaufkanal 80 sitzt ein Rückschlagventil 82, das zu dem Kanal 54 hin öffnet. Das
Rückschlagventil 82 kann ein üblicher Rückflußverhinderer sein.
Zwischen der Fläche 14, dem Inneren Zylinder 22 und dem Kolben 44 ist eine
abgeschlossene Ausgleichskammer 84 gebildet. Oberhalb des Kolbens 44 ist im Inneren
des inneren Zylinders 22, in dem Ringraum 26 und zwischen innerem Zylinder 22 und
Deckel 28 ein Gegendruckraum 86 gebildet. In den Gegendruckraum 86 wird über das
Ventil 32 Druckgas eingeleitet. Das Druckgas erzeugt einen nach unten in Fig. 1
gerichteten Gegendruck auf den Kolben 44.
Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:
In dem Warmwassersystem herrscht normalerweise ein Betriebsdruck von z. B. 0,4 MPa. Dieser Betriebsdruck wird durch einen üblichen (nicht dargestellten) Druckminderer erzeugt. Das Warmwassersystem ist weiterhin mit einem üblichen (ebenfalls nicht dargestellten) Sicherheitsventil verbunden. Das Sicherheitsventil Öffnet, wenn ein vorgegebener Abblasdruck von, z. B. 0,6 MPa überschritten wird. Das Überströmventil 12 ist mittels der Schraubenfeder 76 auf einen Überströmdruck von z. B. 0,55 MPa eingestellt. Im Normalfall ist daher das Überströmventil 12 geschlossen. Das Überströmventil befindet sich in der in Fig. 1 dargestellten Position. I dieser Position liegen die Dichtungen 62 und 64 zu beiden Seiten des Verbindungskanals 58. Der Druck im Warmwassersystem wirkt über den Kanal 54, den in Fig. 1 linken Teil des erweiterten Abschnitts 56, den Längskanal 72, die seitlichen Bohrungen 74 und den konischen Übergangsabschnitt auf den Kolben 68. Der Druck wirkt natürlich auch auf die Stirnfläche des Ventilschiebers 60.
In dem Warmwassersystem herrscht normalerweise ein Betriebsdruck von z. B. 0,4 MPa. Dieser Betriebsdruck wird durch einen üblichen (nicht dargestellten) Druckminderer erzeugt. Das Warmwassersystem ist weiterhin mit einem üblichen (ebenfalls nicht dargestellten) Sicherheitsventil verbunden. Das Sicherheitsventil Öffnet, wenn ein vorgegebener Abblasdruck von, z. B. 0,6 MPa überschritten wird. Das Überströmventil 12 ist mittels der Schraubenfeder 76 auf einen Überströmdruck von z. B. 0,55 MPa eingestellt. Im Normalfall ist daher das Überströmventil 12 geschlossen. Das Überströmventil befindet sich in der in Fig. 1 dargestellten Position. I dieser Position liegen die Dichtungen 62 und 64 zu beiden Seiten des Verbindungskanals 58. Der Druck im Warmwassersystem wirkt über den Kanal 54, den in Fig. 1 linken Teil des erweiterten Abschnitts 56, den Längskanal 72, die seitlichen Bohrungen 74 und den konischen Übergangsabschnitt auf den Kolben 68. Der Druck wirkt natürlich auch auf die Stirnfläche des Ventilschiebers 60.
Wenn Warmwasser gezapft wird, dann fließt ein entsprechendes Volumen von kaltem
Frischwasser aus dem Trinkwassersystem nach in den Trinkwassererwärmer. Der
Trinkwassererwärmer heizt das zugeflossene kalte Frischwasser auf die eingestellte
Warmwassertemperatur auf. Dabei dehnt sich das zugeflossene Frischwasser aus. Es
entsteht eine Volumenänderung. Hierdurch steigt der Druck in dem abgeschlossenen
Warmwassersystem. Es hat sich gezeigt, daß diese Volumenänderung zu einem großen
Teil schon von dem Warmwassersystem, insbesondere dem Trinkwassererwärmer,
aufgenommen wird, ohne daß der Druck über den Überströmdruck oder gar den
Abblasdruck des Sicherheitsventils ansteigt. Häufig werden ja nur geringe Mengen von
Warmwasser gezapft.
Der Druck des in den Gegendruckraum 86 eingeleiteten Druckgases ist wesentlich
geringer gewählt als der Betriebsdruck. Beispielsweise kann der Betriebsdruck, wie
erwähnt, 0,4 MPa sein, während der Druck im Gegendruckraum 56 in der dargestellten
Ausgangsstellung nur z. B. 0,27 MPa beträgt. Das hat wogen des geschlossenen
Überströmventils 12 und des Rückschlagventils 80 keinen Einfluß auf den Kolben 44.
Wenn der Überströmdruck erreicht wird, dann wird der Ventilschieber 60 nach rechts in
Fig. 1 gedrückt und gibt den Verbindungskanal 58 frei. Damit wird eine Verbindung
zwischen dem Warmwassersystem und der Ausgleichskammer 84 hergestell. Der Kolben
44 als "bewegliche Wand" der Ausgleichskammer 84 weicht aus und vergrößert die
Ausgleichskammer, so daß diese die Volumenänderung aufnehmen kann. Der Kolben 44
bewegt sich nach oben in Fig. 1. Dabei wird die Ausgleichskammer 84 vergrößert und
gleichzeitig die Gegendruckkammer 86 verkleinert. Dementsprechend steigt der Druck in
der Gegendruckkammer 86, so daß er dem Druck in der Ausgleichskammer 84 die
Waage hält.
Das geht so lange, bis der Gegendruck - und damit der Druck in der Ausgleichskammer
84 und im Warmwassersystem - im wesentlichen den Abblasdruck des Sicherheitsventils
erreicht hat. Dann öffnet das Sicherheitsventil und läßt überschüssiges Wasser ab. Die
Konstruktion kann so abgestimmt sein, daß etwa bei Erreichendieses Gegendrucks der
Kolben 44 seinen vollen Hub in dem inneren Zylinder 22 ausgeführt hat und mit der
Buchse 48 an dem Kragen 38 zur Anlage kommt.
Quantitativ gilt folgendes:
Es sei mit PF der Fülldruck bezeichnet, also der Druck in der Gegendruckkammer 86, wenn der Kolben 44 in seines in Fig. 1 dargestellten, unteren Stellung ist, und mit PE der Enddruck, wenn der Kolben 44 seinen vollen Hub ausgeführt hat. Dann gilt für die Volumina der Gegendruckkammer 86 bei den beiden Drücken nach den Gasgesetzen:
Es sei mit PF der Fülldruck bezeichnet, also der Druck in der Gegendruckkammer 86, wenn der Kolben 44 in seines in Fig. 1 dargestellten, unteren Stellung ist, und mit PE der Enddruck, wenn der Kolben 44 seinen vollen Hub ausgeführt hat. Dann gilt für die Volumina der Gegendruckkammer 86 bei den beiden Drücken nach den Gasgesetzen:
VA/VE = PE/PF,
wobei VA das Anfangsvolumen der Gegendruckkammer 86 in der Position des Kolbens
44 von Fig. 1 und VE das Endvolumen mit dem Kolben 44 am Anschlag ist. Geht man
von einem Anfangsvolumen von 1 Liter aus, dann ergibt sich für einen Fülldruck PF von
0,27 MPa und einem Enddruck entsprechend etwa dem Abblasdruck des
Sicherheitsventils von 0,6 MPa ein Endvolumen von 0,45 Liter. Das Volumen der
Gegendruckkammer hat sich somit um 0,55 Liter vermindert. Das ist das
"Expansionsvolumen", um welches die Ausgleichskammer sich vergrößert hat.
Bei einer konventionellen Expansionsvorrichtung ohne Überström- und Rückschlagventil
müßte von einem Fülldruck von 0,4 MPa entsprechend dem Systemdruck in dem
Warmwassersystem ausgegangen werden. Damit ergäbe sich mit dem gleichen
Anfangsvolumen von 1 Liter bei Erreichen des Abblasdrucks des Sicherheitsventils ein
Endvolumen VE der Gegendruckkammer 86 von 4/6 = 0,67 Liter. Als
Expansionsvolumen steht dann ein Volumen von nur 0,33 Liter zur Verfügung. Durch
die bei der beschriebenen Konstruktion mögliche Verringerung des Fülldrucks PF wird
das Expansionsvolumen daher um 66,7% vergrößert oder es können die Abmessungen
der Expansionsvorrichtung entsprechend verringert werden.
Mit einer so verkleinerten Expansionsvorrichtung können in der Praxis 90% der Zapf-
und Erwärmungsvorgänge beherrscht werden, ohne daß das Sicherheitsventil anspricht.
Dabei ist zu berücksichtigen, daß im allgemeinen nicht der gesamte Inhalt des
Trinkwassererwärmers gezapft wird sondern meist nur vergleichsweise geringe Mengen.
In den selteneren Fällen des Zapfens großer Mengen, kann das Sicherheitsventil
ansprechen. Ein solches gelegentliches Ansprechen des Sicherheitsventils ist im Interesse
der Funktionsfähigkeit des Sicherheitsventils durchaus erwünscht. Es kann die Funktion
des Sicherheitsventils ungünstig beeinflussen, wenn das Sicherheitsventil lange Zeit nicht
gearbeitet hat.
Wenn anschließend an die Erwärmung und Volumenvergrößerung Warmwasser gezapft
wird, fließt Wasser durch den Druckminderer. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wächst der
Druckabfall an dem Druckminderer mit zunehmender Zapfmenge. Entsprechend sinkt der
Druck im Warmwassersystem. Darm drückt der in der Gegendruckkammer 86 noch
herrschende hohe Druck des komprimierten Druckgases das Wasser aus der
Ausgleichskammer 84 in das Warmwassersystem zurück, bis der Kolben 44 wieder seine
in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage erreicht hat. Die Expansionsvorrichtung ist dann
wieder für den anschließenden Aufheiz- und Ausdehnungsvorgang bereit.
Man erkennt, daß sich bei dieser Anordnung keine Volumina mit stehendem Wasser
ergeben. Besondere Maßnahmen wie beim Stand der Technik, um eine Strömung durch
solche Volumina zu erzeugen, sind daher nicht erforderlich.
Claims (11)
1. Expansionsvorrichtung mit einer durch eine bewegliche Wandung (44) begrenzten
Ausgleichskammer (84) zur Aufnahme eines überschüssigen Volumens von
erwärmtem Trinkwasser, das durch thermische Ausdehnung bei der Aufheizung
eines Trinkwassererwärmers in einem geschlossenen, druckfesten, mit einem
Sicherheitsventil versehenen Warmwassersystem entsteht wobei die bewegliche
Wandung (44) unter einem dem Wasserdruck im Warmwassersystem
entgegenwirkenden Gegendruck steht und das Sicherheitsventil bei einem
Abblasdruck öffnet,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die Ausgleichskammer (84) mit dem Warmwassersystem über ein Überströmventil (12) verbunden ist, das bei einem unterhalb des Abblasdruckes liegenden Überströmdruck öffnet und
- b) die Ausgleichskammer (84) über ein zu dem Warmwassersystem hin Öffnendes, zu dem Überströmventil (12) parallelgeschaltetes Rückschlagventil (82) mit denn Warmwassersystem verbunden ist.
2. Expansionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausgleichskammer (84) von einem Zylinder (22) gebildet ist, in welchem als
bewegliche Wandung ein Kolben (44) geführt ist, der eine die Ausgleichskammer
(86) bildende Zylinderkammer begrenzt.
3. Expansionsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zylinder (22) auf der der Ausgleichskammer (84) abgewandten Seite des Kolbens
(44) mit einer abgeschlossenen, unter Druck stehenden Gegendruckkammer (86)
verbunden ist.
4. Expansionsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Druck in der Gegendruckkammer (86) deutlich geringer ist als der Betriebsdruck
im Warmwassersystem.
5. Expansionsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bildung der Gegendruckkammer (86) der Zylinder (22) von einem dazu
koaxialen äußeren Zylinder (24) umgeben ist, das an seinem der
Ausgleichskammer (84) zugewandten Ende mit dem Mantel des Zylinders (22)
verbunden ist, mit dem Mantel des Zylindes (22) eine Ringkammer (26) bildet und
durch einen Deckelteil (28) luftdicht abgeschlossen ist.
6. Expansionsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem
Deckelteil (28) ein Füllventil (32) sitzt, über welches die Gegendruckkammer (86)
mit Druckluft gefüllt werden kann.
7. Expansionsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an
dem Deckelteil (28) ein Anschlag (38) gebildet ist, welches den Hub des Kolbens
(44) begrenzt.
8. Expansionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zylinder (22) auf der Seite der Ausgleichskammer (84) durch einen
Ventilgrundkörper (10) des Überströmventils (12) abgeschlossen ist, der mit einem
Gewindestutzen (16) auf einen mit Außengewinde versehenen Gewindestutzen
(20) des Zylinders (22) aufgeschraubt ist.
9. Expansionsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) eine Führungsstange (34) an einem Ende mit einem Zapfenansatz (40) in einer zentralen Ausnehmung (42) des Ventilgrundkörpers gehalten ist und an seinem anderen Ende zentral mit dem Deckelteil verschraubt ist und
- b) der Kolben (44) abdichtend auf der Führungsstange (34) geführt ist.
10. Expansionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß
- a) in einem mit dem Warmwassersystem verbundenen Kanal (54) eines Ventilgrundkörpers (10) ein Ventilschieber (60) geführt ist, der einen quer zu diesem Kanal (54) abzweigenden. Verbindungskanal (58) zu der Ausgleichskammer (84) beherrscht,
- b) der Ventilschieber (60) mit einem Kolben (68) verbunden ist, der in einem Zylinder (66) des Ventilgrundkörpers (10) geführt und von einer Feder (76) belastet ist, die den Ventilschieber (60) in eine Stellung vorbelastet, in welcher er den Verbindungskanal (68) absperrt, wobei der Kolben (68) in dem Zylinder (66) eine Steuerdruckkammer begrenzt, deren auf den Kolben (68) wirkender Druck dem Druck der Feder (76) entgegenwirkt, und
- c) der Ventilschieber (60) einen Längskanal (72) aufweist, der über seitliche Öffnungen (74) mit der Steuerdruckkammer in Verbindung steht.
11. Expansionsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Rückschlagventil (82) ein Rückflußverhinderer ist, der in einem Rücklaufkanal (80)
angeordnet ist, welcher in dem Ventilgrundkörper (10) zwischen der
Ausgleichskammer (84) und dem mit dem Warmwassersystem verbundenen Kanal
(54) gebildet ist.
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