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Ausdehnungsgefäß für offene Warmwasserheizungsanlagen mit mindestens
zwei Heizkesseln Die Erfindung bezieht sich auf ein Ausdehnungsgefäß für offene
Warmwasserheizungsanlagen mit mindestens zwei Heizkesseln.
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Bei einem Wärmebedarf bis zu etwa 180 000 kcal/h wird im allgemeinen
nur ein Heizkessel eingebaut. Liegt der Wärmebedarf bei größeren Bauvorhaben höher
und erreicht etwa dieGrenze von500000 kcal/h, sind zwei, manchmal auch aus funktionstechnischen
Gründen drei Heizkessel einzubauen.
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Übersteigt der Wärmebedarf 500000 kcal/h, müssen .aus sicherheits-
und betriebswirtschaftlichen Gründen mindestens drei, zuweilen auch vier Heizkessel
vorgesehen werden. Dies entspricht den deutschen Vorschriften, also unter anderem
DIN 4751.
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Von sämtlichen Kesseln wird das erwärmte Vorlaufwasser wie auch das
aus der Heizungsanlage zurückfließende Rücklaufwasser auf je einen Verteiler geleitet,
die als Sammler wirken. Mit der Inbetriebnahme der Kesselanlage und einem dadurch
eintretenden Temperaturanstieg des Heißwassers in der Anlage tritt eine Vergrößerung
des Wasservolumens ein. Das Höchstmaß der Ausdehnung des Heißwassers beträgt bei
100° C 4,3 0/0.
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Die Wasserausdehnung kann somit Schäden an der Heizungsanlage verursachen,
die sogar zu einem Platzen der Heizkessel führen kann. Die deutsche Vorschrift DIN
4751 schreibt vor, daß jede Warmwasser-Sammelheizungsanlage sowohl mit einem als
auch mit mehreren Kesseln Ausdehnungsgefäße erhält, die das Volumen der Wasserausdehnung
aufnehmen, um das Ausdehnungswasser nach seiner Abkühlung der Heizungsanlage wieder
zuzuleiten. Im einzelnen besagt diese Vorschrift, daß alle mit Brennstoffen, Abgasen
oder elektrisch beheizte Kessel einer offenen Warmwasserheizungsanlage durch zwei
unabsperrbare Sicherheitsleitungen mit dem Ausdehnungsgefäß der Anlage verbunden
sein müssen. Im allgemeinen sind eine Sicherheitsvorlauf- und eine Sicherheitsrücklaufleitung
angeordnet, wobei die Sicherheitsvorlaufleitung von oben oder von unten in das Ausdehnungsgefäß
einmünden kann. Durch die SicherheitsrückIaufleitung wird das abgekühlte Wasser
den Kesseln wieder zugeführt.
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Der Einbau von Ausdehnungsgefäßen für offene Warmwasserheizungsanlagen
hat in allen Fällen über dem höchsten Heizkörper zu erfolgen, weshalb hierfür allgemein
der Dachboden oder bei Gebäuden mit Flachdächern das Flachdach benutzt wird.
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Der Berechnung von Ausdehnungsgefäßen liegen bestimmte Richtlinien
zugrunde. Auf die effektive Ausdehnung des Heißwassers bei einer Temperatur von
100° C um 4,3 % kommt ein Sicherheitszuschlag von 100 %, der nach oben aufgerundet
9 0/a ergibt.
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Es sei angenommen, daß der Wasserinhalt einer Heizungsanlage im kalten
Zustand etwa 10001 beträgt. Somit müßte diese Anlage, die mit einem Kessel ausgerüstet
ist, ein Ausdehnungsgefäß -von 1000 - 9 0loo = 901 erhalten. Wäre diese Anlage an
Stelle von einem mit zwei Kesseln gleicher Größe ausgestattet, wären theoretisch
zwei Ausdehnungsgefäße mit .einem Inhalt von je 451 erforderlich. Da auf Grund der
Außentemperatur die betriebliche Funktion beider Kessel unterschiedlich. ist, was
rechnerisch nicht ermittelt werden kann, müssen die Ausdehnungsgefäße aus Sicherheitsgründen
größer gewählt werden, wobei jedes Gefäß einen Inhalt von mindestens 751 erhalten
muß. Dieses Beispiel läßt erkennen, daß die Ausdehnungsgefäße bei Mehrkesselanlagen,
wobei jeder Kessel sein eigenes Ausdehnungsgefäß erhält, in weitaus größeren Dimensionen
erforderlich sind, als sie der Ausdehnung zuzüglich. des Sicherheitszuschlages entsprechen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ausdehnungsgefäß der
eingangs genannten Gattung für offene Warmwasserheizungsanlagen zu schaffen, welches
durch seinen an sich bekannten Mehrkammeraufbau die Möglichkeit bietet, an Stelle
von mehreren Ausdehnungsgefäßen mit größerem Fassungsvermögen nur ein Gefäß anzuordnen,
das in seiner Größe der tatsächlichen maximalen Ausdehnung zuzüglich des Sicherheitszuschlages
entspricht, wobei jedem Heizkessel mindestens eine Kammer des Ausdehnungsgefäßes
zugeordnet ist.
Die Erfindung besteht darin, daß das Ausdehnungsgefäß
der Zahl der Heizkessel entsprechende, miteinander in Verbindung stehende Kammern
aufweist, von denen jede jeweils der maximalen Wasserausdehnung des einzelnen Heizkessel-Wasserkreislaufs
entspricht. ' In Anlehnung an däs obige Beispiel ergibt sich bei einer offenen Warmwasserheizungsanlage:
mit einem Wasserinhalt von 3Ö001 und einer Kesselgruppe von drei Heizkesseln -ein
Ausdehnungsgefäß von 3000 - 9 Oh, = 270 1. Würden hierfür drei einzelne Gefäße
vorgesehen werden, müßte jedes einen Inhalt von 1501, insgesamt 4501 haben, während
ein dreikammeriges Gefäß nur einen Inhalt von 2701 haben muß.
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Diese Beispiele zeigen, daß die an sich bekannte Mehrkämmerigkeit
des erfindungsgemäßen Ausdehnungsgefäßes - nicht nur eine erhebliche Raumeinsparung
bietet, sondern daß auch Wasserverluste bei maximalen Volumenausdehnungen praktisch
vermieden werden. Bisher konnte bei Anordnung je eines Ausdehnungsgefäßes je Heizkessel
unter maximaler Ausdehnung durch überhitzung der Fall eintreten, daß die Volumenvergrößerung
des Wassers trotz der berücksichtigten -Sicherheit von dem Gefäß nicht aufgenommen
werden konnte und über den Ablauf in die Kanalisation geleitet wurde. Die ausreichende
Erwärmung auch in den obersten Geschossen sieht vor, daß jeder Heizkörper mit der
nötigen Heißwassermenge am Kreislauf teilnimmt, was durch die Füllung der Heizungsanlage
bis etwa 1 m unter dem Ausdehnungsgefäß möglich ist. Heißwasser, das infolge überhitzung
der Kanalisation zufließt, muß ersetzt werden. Es ist einleuchtend, daß durch öfteres
Nachfüllen Ablagerungen im Kessel, in den Heizkörpern und Rohrleitungen stattfinden,
die nach und nach die Funktion der Heizungsanlage unbefriedigend beeinflussen.
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Demgegenüber kann bei dem erfindungsgemäßen mehrkammerigen Ausdehnungsgefäß
auf einen Ablauf in die Kanalisation verzichtet werden. Sollte ein solcher aus Sicherheitsgründen
trotzdem noch vorgesehen werden, dürfte es so gut wie ausgeschlossen sein, daß Heißwasser
durch den Ablauf verlorengeht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können auf der Höhe des Wasserspiegels-
der einzelnen Kammern bei maximaler Füllung ein überlauf, mindestens ein Schlitz
und/oder Loch durchgehend in der Kammerwand angeordnet sein. Auf diese Weise ist
mit Sicherheit gewährleistet, daß ein Austausch des Wassers zwischen den einzelnen
Kammern dann stattfindet, wenn bei einem Wasserkreislaufteil eine starke Ausdehnung
des Wassers eintreten sollte.
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Um den Kreislauf, der jedem Kessel und jeder einzelnen Heizkammer
zugeordnet ist, selbständig zu machen, wird jeder einzelnen Kammer des Ausdehnungsgefäßes
jeweils eine mit dem entsprechenden Heizkessel verbundene Sicherheitsvorlauf- und
-rücklaufleitung zugeordnet. Auch wenn es vorteilhaft ist, daß die einzelnen Kammern
im Grundriß rechteckig und unmittelbar nebeneinander reihenweise angeordnet sind;
so ist es ohne weiteres möglich, auch eine dreieckige oder vieleckige Form der einzelnen
Kammern vorzusehen und diese Kammern jeweils durch einen überlauf od. dgl. miteinander
zu verbinden. Es ist auch nicht Bedingung, die einzelnen Kammern in einer Reihe
geradlinig hintereinander anzuordnen, sondern es ist ebenso möglich, das gesamte
Ausdehnungsgefäß L-förmig auszubilden oder auch vier Kamemrn quadratisch nebeneinander
anzuordnen; in diesem Fall sind zwei nebeneinanderliegende Wände der jeweiligen
Kammern mit einem Überlauf od. dgl. versehen.
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-In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele- der Erfindung dargestellt
und nachstehend beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel in Seitenansicht,
teilweise im Schnitt, F i g. 2 dasselbe Ausführungsbeispiel von der Stirnseite aus
gesehen, F i g. 3 in schematischer Darstellung einen Schrägriß eines abgewandelten
Ausführungsbeispiels, F i g. 4 ebenfalls in schematischer Darstellung ein weiteres
Ausführungsbeispiel im Schrägriß, .
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F i g. 5 und 6 weitere Ausführungsbeispiele in schematischer Darstellung
und in Draufsicht.
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Ein rechteckiges Ausdehnungsgefäß 1 mit lotrecht verlaufenden Wänden
2 und einer Bodenwand 3 ist durch eine Trennwand 4 in zwei Kammern 5, 6 aufgeteilt.
Die Trennwand 4 ist niedriger als die Seitenwand 2 und ermöglicht einen Austausch
des Heißwassers bei maximaler überhitzung von einer Kammer in die andere. Die Trennwand
4 kann mit den Seiten 2 verschweißt sein, oder sie kann auch einschiebbar
sein.
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Auf das Gefäß ist ein Deckel 7 aufgesetzt, der jedoch keineswegs fest
schließen muß, da darauf zu achten ist, daß bei in Betrieb gesetzter Warmwasserheizung
kein überdruck im Gefäß entsteht.
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Jede Kammer 5 bzw. 6 ist mit einem Vorlauf und einem Rücklauf 8, 9
bzw. 10,11 versehen, wobei der Vorlauf (nicht dargestellt) unmittelbar oberhalb
des Heizkessels abgeleitet ist. Dieser Vorlauf muß selbstverständlich vor dem Verteiler
liegen.
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Der Rücklauf 9 endet (ebenfalls nicht dargestellt) unmittelbar unterhalb
oder seitlich des Heizkessels, so daß das durch Volumenausdehnung in das Ausdehnungsgefäß
gelangte Warmwasser wieder dem Kreislauf zugeführt werden kann.
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In entsprechender Weise sind der Vorlauf 10 und der Rücklauf 11 an
einen zweiten Heizkessel engeschlossen. Aus Sicherheitsgründen ist ein Ablauf 12
vorgesehen.
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Aus F i g. 2 ist zu ersehen, daß die beiden Vorläufe 8 und 10 bzw.
die Rückläufe 9 und 11 versetzt zueinander angeordnet sind, was nicht unbedingt
erforderlich ist.
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Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform sind in dem rechteckigen
Ausdehnungsgefäß 20 drei Kammern 21, 22 und 23 vorgesehen, die jeweils Vorläufe
24, 25, 26 im Deckel 27 und Rückläufe 28, 29, 30 im Boden 31 aufweisen.
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Die einzelnen Kammern sind durch Schlitze 32
und 33 jeweils
miteinander verbunden. Die Schlitze 32, 33 ermöglichen einen Warmwasseraustausch
zwischen den einzelnen Kammern. Die Ableitung 34 ist ebenfalls zur Sicherheit vorgesehen.
Ein Druckausgleichsventi136 im Deckel 27 soll dafür sorgen, daß in den einzelnen
Kammern kein überdruck entstehen kann.
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Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Deckel
' aus zeichnerischen Gründen weggelassen worden. Es handelt sich hier um ein quadratisches
Ausdehnungsgefäß 40, welches durch eine diagonal verlaufende Trennwand 41
in zwei Kammern 42, 43 aufgeteilt ist. Jede hat im Deckel
je einen
Vorlauf und im Boden je einen Rücklauf 44,45.
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Der Wechsel des Warmwassers von einer Kammer in die andere bei maximaler
Warmwasserausdehnung erfolgt im vorliegenden Fall durch die Löcherreihen 46. Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel ist aus Sicherheitsgründen eine Ableitung
47 vorgesehen, die wie bei den bisherigen Ausführungsbeispielen auf der Höhe
der Oberkante der Trennwand bzw. der Unterkante des Schlitzes oder den untersten
Löchen liegt.
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Es kann aus Raumgründen erforderlich werden, bei fünf Heizkesseln
die Anordnung der einzelnen Kammern z. B. L-förmig (F i g. 5) oder schachbrettartig
(F i g. 6) vorzunehmen.
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Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des Ausdehnungsgefäßes
50 sind fünf Kammern 51, 52, 53, 54 und 55 vorgesehen, wobei die Kammer 52 zwei
Trennwände 56, 57 aufweist, die einen Austausch des Warmwassers von zwei Seiten
gleichzeitig gestatten. Selbstverständlich weist auch die Kammer 52 wie jede andere
der vier Kammern einen Rücklauf 58 in der Bodenplatte auf.
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Bei dem quadratischen Ausdehnungsgefäß nach F i g. 6 sind vier gleich
große quadratische Kammern 61, 62, 63, 64 vorgesehen. Jeweils zwei Trennwände zu
den Nachbarkammern gestatten einen Austausch des Warmwassers. Mit 65, 66, 67 und
68 sind die jeweiligen Rückläufe in der Bodenplatte angedeutet.