DE1289282C2 - Druckausdehnungs-vorrichtung fuer geschlossene heizungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckausdehings-Vorrichtung für geschlossene Heizungsanjen mit einer Gasfüllung und einer biegsamen, das as von dem Heizmittel trennenden Membran. :rartige Vorrichtungen werden beispielsweise für immel- und Etagenheizungsanlagen mit Warmisserumlauf verwendet. Das Gas hat gewöhnlich ncn über Atmosphürendruck liegenden Druck.

Es ist eine Druckausdehnungs-Vorrichtung dieser rt bekannt, bei der zwei als Rotationskörper aus-Ul'I'tc. nnnfarliiie Gefäßteile zwischen ihren nach außen gezogenen Rändern eine elastische Membran aus Gummi od. dgl. festhalten. Es ist ferner bekannt, den festgeklemmten Rand dsr Membran zu verstärken und zur Befestigung der beiden Gehäusehälften aneinander den Rand der einen Gehäusehälfte um mehr als 90° nach außen abzubiegen und den Rand der anderen Gehäusehälfte nach außen bördelartig über den ersten zu biegen.

Es ist auch bekannt, die Einspannung der Membran in einem zylindrischen Gefäß aus der Mitte zur einen Stirnwand hin zu verlagern oder sogar in den Bereich der einen Stirnfläche zu verlegen, wobei auch stark von der flachen Form abweichende Membranen verwendet werden.

Alle bekannten Vorrichtungen dieser Art brauchen einen großen Einbauraum. Insbesondere ist es schwierig, derartige Vorrichtungen auf kleinem Raum zusammen mit den Heizkesseln oder sonstigen Wärmeerzeugern zu montieren, die meist eine rechteckige Form aufweisen. So ist es beispielsweise bekannt, eisen Durchlauferhitzer und darunter ein übliches zylindrisches Ausdehnungsgefäß auf einer gemeinsamen Montageplatte anzuordnen. Die Größe eines dort anbringbaren Gefäßes reicht aber für die meisten Anlagen nicht aus; außerdem wird die Bauhöhe stark vergrößert.

Des weiteren ist es bekannt, ein offenes Ausdehnungsgefäß flach auszubilden und als Montageplatte für einen Durchlauferhitzer und dessen Zubehör zu benutzen. Man hat zwar auch versucht, die napfartigen Gehäuseschalen von geschlossenen Ausdehnungsgefäßen flacher auszubilden. Hierbei mußte jedoch zur Aufrechterhaltung des Innenvolumens der Durchmesser vergrößert werden, und es war schwierig oder gar unmöglich, die von den Sicherheitsbehörden vorgeschriebene Druckfestigkeit einzuhalten.

Für größere geschlossene Heizungsanlagen, z. B. für Fernheizungen, die mit membranlosen, als Rotationskörper ausgeführten Druckausdehnungsgefäßen arbeiten, ist es auch bekannt, zwei derartige Gefäße vorzusehen, bei denen zumindest die Flüssigkeitsräume miteinander verbunden sind.

Ferner gibt es eine Vorrichtung zum Aufnehmen oder Dämpfen von Druckstößen in mit einem Druckmittel arbeitenden Anlagen. Diese besteht aus einem mit einer Membran versehenen Gefäß. Der Raum auf der einen Seite der Membran ist mit der Anlage, der Raum auf der anderen Seite mit einem zweiten, ähnlich geformten Gefäß, das jedoch keine Membran aufweist, verbunden. Beide Gefäße sind als Rotationskörper mit ellipsoidförmigem Querschniti ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein« druckfeste Vorrichtung der eingangs beschriebener Art zu schaffen, mit der sich wesentlich besser al· bisher der zur Verfügung stehende Raum ausnutzer läßt. Insbesondere soll sich die Vorrichtung in Ver bindung mit geschlossenen Warmwasserheizungei verwenden lassen, bei denen der Heizkessel als gas beheizter Durchlauferhitzer ausgebildet ist, bei spielsweise im Rahmen einer Etagenheizung.

Bei einer derartigen Vorrichtung besteht die Er findung darin, daß außer einer die Membran aufwei senden eisten Kammer, deren Fiüssigkeitsvolumei dem thermischen Ausdehnungsvolumen der Hei zungsanliagc entspricht, eine zweite Kammer ange ordnet ist, die mit dem Gasraum der ersten Kamme

in Verbindung steht, und daß zur Bildung der zweien Kammer ein Gehäuse von etwa rechteckiger Flachform dient, so daß mindestens wesentliche Teile der Vorrichtung längs einer Heizkesselwand montierbar sind.

Durch die Aufteilung des Gasraumes auf das die Membran aufweisende Gefäß und mindestens ein weiteres membranfreies Gefäß wird die Möglichkeit geschaffen, wesentlichen Teilen der Druckausdehnungs-Vorrichtung eine ausreichend steife, etwa rechteckige Flachform zu geben. Infolgedessen kann man diese Teile oder die gesamte Vorrichtung längs einer Heizkesselwand, z. B. der Wand eines gasbeheizten Durchlauferhitzers, montieren. Es ergibt sich eine platzsparende und ästhetisch schöne Anordnung. Der Flüssigkeitsraum der ersten Kammer ist, wie im grundsätzlichen bereits bekannt, so bemessen, daß er den durch die thermische Ausdehnung bedingten Volumenzuwachs der Heizungsanlage aufnehmen kann. Da sich das Gesamtvolumen der ersten Kammer aus diesem Flüssigkeitsraum und einem Gasraum zusammensetzt, der infolge der Unterteilung in zwei Kammern wesentlich kleiner als früher ist, wird die erste Kammer, selbst wenn man sie in herkömmlicher Weise aus zwei napfartigen Gehäusehälften zusammensetzt, so klein, daß sie sich ohne Schwierigkeiten unterbringen läßt. Im Extremfall braucht das Volumen der ersten Kammer nur unwesentlich größer zu sein als der Flüssigkeitsraum beim maximalen Volumenzuwachs der Heizungsanlage.

Vorzugsweise besteht das FlacMormgehäuse aus zwei im wesentlichen parallelen, etwa rechteckigen Schalen. Hierbei können die am Rand miteinander verbundenen Gehäuseschalen durch entsprechende Profilierungen auf ihrer übrigen Fläche zwischen sich mehrere miteinander verbundene, gasaufnehmende Hohlräume bilden. Insbesondere kann die Profilierung jeder Gehäuseschale aus einer äußeren rahmenförmigen Ausprägung und aus querlaufenden Ausprägungen bestehen. Auf diese Weise wird jede Schale auch bei flacher Ausbildung außerordentlich drucksteif, so daß die Bedingungen der Sicherheitsvorschriften für Druckbehälter bestens erfüllt werden können.

Ferner können die Gehäuseschalen am Rand miteinander verschweißt sein.

Während bei einer Ausführungsform das zweischalige Gehäuse lediglich als zweite Kammer fungiert, die mit einer ersten Kammer beliebiger Bauform zusammenwirkt, ist bei einer anderen Ausführungsform auch die erste Kammer flach gehalten und durch zwei im wesentlichen parallele Gehäuseschalen gebildet, die die zweite Kammer begrenzen. Die flache Bauform der ersten Kammer ist aus drucktechnischen Gründen möglich, weil das Volumen der ersten Kammer vermindert ist. Der Zusammenbau mit der zweiten Kammer in einem insgesamt flachen Gebilde bietet bisher völlig unbekannte Einbaumöglichkeiten.

Als günstig hat es sich herausgestellt, wenn die erste Kammer von einem längs des Schalenrandes verlaufenden, der zweiten Kammer zugehörigen Raum umgeben ist.

Bei einer besonders bevorzugten Baumform bilden die Hohlräume eines ersten und eines zweiten zweischaligen, flachen Gehäuses zusammen die zweite Kaminer und beide Gehäuse zwischen sich die erste Kammer. Hierdurch ergibt sich eine kompakte flache Einheit, bei der für die erste Kammer kein zusätzliches Material benötigt wird. Außerdem führt ein Undichtwerden des Flüssigkeitsraumes nicht sofort zum Auslaufen des Heizmittels.

Die beiden Gehäuse können mittels einer deren

Ränder zusammenhaltenden Bandage miteinander verbunden sein, die beispielsweise durch eine RoIlnahtschweißung mit den Schweißrändem verschweißt

xo ist.

Hierbei können die beiden zweischaligen Gehäuse zwischen einander zugewandten rahmenförmigen Ausprägungen der Innenschale die Membran zwischen sich festklemmen.

Die Verbindung zwischen den Hohlräumen der zweiten Kammer wird z. B. dadurch geschaffen, daß in den rahmenförmigen Ausprägungen der Innenschalen und den dazwischenliegenden Teilen der Membran Verbindungsöffnungen vorgesehen sind. Die Verbindung der zweiten Kammer mit dem Gasraum der ersten Kammer kann dadurch erfolgen, daß die querlaufenden Ausprägungen einer Innenschale Verbindungsöffnungen zum Gasraum aufweisen.

Sehr günstig ist es, wenn mindestens die wesentlichen Teile der Druckausdehnungs-Vorrichtung in dem Zwischenraum zwischen der Rückwand des Kessels und einer hierzu parallelen Wand angeordnet sind. Hierbei können die größten Teile der Druckdehnungs-Vorrichtung so gewählt sein, daß sie innerhalb der entsprechenden Abmessungen des Kessels bzw. seiner Umkleidung liegt.

Ferner ist es möglich, daß die Druckausdehnungs-Vorrichtung innerhalb einer Umkleidung des Heizkesseis liegt oder eine Wand der Umkleidung bildet. Die Ansprüche 2 bis 5, 7 und 8 sind echte Unteransprüche.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Schema einer geschlossenen Heizungsanlage mit einer Druckausdehnungs-Vorrichtung,

F i g. 2 eine Druckausdehnungs-Vorrichtung mit zusammengebauten Kammern A, B in Seitenansicht, teilweise im senkrechten Schnitt,

Fig. 3 die Druckausdehnungs-Vorrichtung nach F i g. 2 in Vorderansicht,

F i g. 4 eine Druckausdehnungs-Vorrichtung mit einer flachen Kammer B, die mit der Kammer A verbunden ist,

F i g. 5 die Druckausdehnungs-Vorrichtung nach F i g. 4 in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

F i g. 6 eine Druckausdehnungs-Vorrichtung nach Fi g. 2 in Verbindung mit einem Heizkessel,

F i g. 7 eine Druckausdehnungs-Vorrichtung nach Fi * 4 in Verbindung mit einem gasbeheizten Durchlauferhitzer, von der Seite gesehen,

F i g. 8 eine Druckausdehnungs-Vorrichtung nach F i g. 2 als Rückwand eines gasbeheizten Durchlauferhitzers.

In F i g. 1 ist ein Schema einer geschlossenen Heizungsanlage dargestellt. Vom Heizkessel 1 gelangt das Wasser über eine Vürlaufleitung 2 zu den Heizkörpern 3, die in einer Wohnung oder in einem Haus verteilt angeordnet sein können. Von den Heizkörpcm 3 fließt das Wasser über eine Rücklaufleitung 4 zum Heizkessel 1 zurück.

An den Heizkessel 1 ist über eine Ausdehnungslcitung 5 eine Druck;uisdehiumis-Voi richtung 6 an-

geschlossen. Sie enthält zwei Kammern. Die erste Kammer ist so bemessen, daß sie den durch die thermische Ausdehnung bedingten Volumenzuvvachs der hydraulischen Heizungsanlage aufnehmen kann. Dabei wird das auf der einen Seite der Membran befindliche Gas, normalerweise Stickstoff, komprimiert und in der zweiten Kammer zusammengedrängt. Die Druckausdehnungs-Vorrichtung 7 nach F i g. 2 enthält eine erste Kammer A, die durch eine Mem-

Kammer B durch ein zweischaliges, flaches Gehäuse 28 gebildet wird. Die Kammer A umfaßt einen Flüssigkeitsraum 43, der durch eine Membran 39 von einem Gasraum 42 getrennt ist. Letzterer steht mit den Hohlräumen 42α und 42ί> der zweiten Kammer B in Verbindung.

Das Gehäuse 28 besteht aus zwei aneinanderliegenden Gehäuseschalen 30 und 31, die je eine — —- rahmenartige Ausprägung 30a bzw. 31a und quer-

bran"kVin"ern'erTFlüssigkeitsraum 8 und einen Gas- ίο laufende Ausprägungen 32 aufweisen. Die rahmen-

raum 9 unterteilt ist, sowie eine zweite Kammer B. artigen Ausprägungen weisen einen Schweiß rand 33 Die erste Kammer A liegt zwischen den die zweite

Kammer B mitbildenden zweischaligen Gehäusen 25 und 26. Die Gehäuse 25, 26 weisen eine äußere Gehäuseschale 10, 11 auf, mit äußeren rahmenförmigen

Ausprägungen 10 a bzw. 11a und querlaufenden

Ausprägungen 13. Den äußeren Gehäuseschalen 10

und 11 liegen innere Gehäuseschalen 15 und 16

gegenüber, mit rahmenförmigen Ausprägungen 15 a

bzw. 16 a und querlaufenden Ausprägungen 17, 18,

die weniger gewölbt sind als die Ausprägungen 13

der äußeren Gehäuseschalen 10 und 11. Zwischen den rahmenförmigen Ausprägungen ergeben sich

Hohlräume 9a, zwischen den querlaufenden Ausprägungen Hohlräume 9 b. Diese Hohlräume 9 α und

9 b stehen untereinander in Verbindung und bilden die Kammer B.

Während die rahmenförmigen Ausprägungen 10 a

und 11a kreisbogenförmig nach außen gewölbt sind, _

weisen die Ausprägungen 15a und 16a nahezu 30 rung nach den Fig. 2 und 3 mit einer Heizkessel-

Rechteckform auf. An den einander zugewandten rückwand 45 α eines Kessels 45 mit einem Brenner

46. Zur Befestigung dient eine untere Halterung 48, auf der die Vorrichtung 47 aufsteht, sowie eine obere

auf. Die Schweißränder 33 beider Gehäuseschalen 30, 31 sind durch eine Rollnahtschweißung 33 α miteinander verbunden.

F i g. 5 läßt ein Gasfüllventil 34 erkennen. An das Gehäuse 28 ist über einen Anschlußstutzen 35, einen Anschlußnippel 36 sowie eine Muffe 36a eine erste Gehäusehälfte 37 des Gehäuses 29 für die erste Kammer Λ angeschlossen. Über einen Bördelrand 40 ist an die erste Gehäusehälfte 37 eine zweite Gehäusehälfte 38 angeschlossen. Zwischen beiden Gehäusehälflen 37 und 38 ist die Membran 39 eingeklemmt. Das Gehäuse 29 steht über einen Flüssigkeitsstutzen 41 mit der Heizungsanlage in Verbindung.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach den F i g. 4 und 5 ist die gleiche wie die der Vorrichtung nach den F i g. 2 und 3.

F i g. 6 zeigt eine Verbindung einer Druckausdehnungs-Vorrichtung 47, entsprechend einer Ausfüh-

Halterung 49. Die Vorrichtung kann vermittels einer

Rahmenteilen befinden sich Profilierungen 15 b und
16 b, zwischen denen der Rand der Membran 19
festgeklemmt wird. In den rahmenförmigen Ausprägungen 15 a und 16 a der inneren Schalen sowie in 35 Rückwandumkleidung 50 gegen äußere Einflüsse geden dazwischenliegenden Teilen der Membran 19 schützt sein.

" Die F i g. 7 zeigt ein zweischaliges flaches Gehäuse

52, gemäß F i g. 4 und 5, das zusammen mit einem

gasbeheizten Durchlauferhitzer 55 installiert ist. Die

sind Verbindungsöffnungen 20 vorgesehen. In den querlaufenden Ausprägungen 18 der einen Innenschale 16 sind Verbindungsschlitze 21 vorgesehen,

die die Verbindung zwischen dem Gasraum 9 der 4° Kammer A im Gehäuse 53 befindet sich links neben ersten Kammer A und den Hohlräumen 9 a und 9 b einer Abgashaube 56. Durchlauferhitzer 55 und die

Gehäuse 52 und 53 sind in einer Umkleidung 57 untergebracht. Die beiden Gehäuse 53 und 52 sind

der zweiten Kammer B ermöglichen.

Die Gehäuseschalen 10, 11, 15 und 16 weisen
Schweißränder auf, die vermittels einer in Fig. 2
erkennbaren Bandage 14 zusammengehalten werden. 45 Die Umkleidung 57 weist einen Lüftungsschlitz 58 Die Schweißränder der Gehäuseschalen sowie der sowie Bedienungsarmaturen 59 auf. Die Druckaus-Bandage sind durch eine Rollnahtschweißung 22 miteinander verbunden.

Ferner weist die Vorrichtung nach den F i g. 2 und 3 ein Gasfüllventil 23 sowie einen Flüssigkeitsstutzen 24 auf.

Sobald sich in der Wannwasserheizung infolge Erwärmung die Flüssigkeit ausdehni, teilt sich diese Ausdehnung über den Flüssigkeitsstutzen 24 dem

Flüssigkeitsraum 8 der Druckausdehnungs-Vorrich- 55 festigung 67 und einer oberen Befestigung 68 unter tung 7 mit. Infolgedessen wölbt sich die Membran Zwischenfügung von Unterlegscheiben 69 an einer 19, wodurch das Gas im Gasraum 9 und in den Wand 66 befestigt Der Durchlauferhitzer 73 ist mit Hohlräumen 9 a und 96 der zweiten Kammer B korn- Befestigungsbolzen 74 und 75 an die Druckausdehprimiert wird. Das Volumen der Kammer A ist so nungs-Vorrichtung 65 angeschlossen. Beide Teile bemessen, daß mit der vorgeschriebenen Sicherheit 60 werden von einem Gehäuse 70 umschlossen, in dem das gesamte Ausdehnungsvolumen der Heizungs- ein Luftschlitz 71 angeordnet ist Durch die Geanlage aufgenommen werden kann. hiusewand ragen Bedienungsarmaturen 72 für die

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausfüh- Gas-und Wasserzufuhr heraus; Durchlauferhitzer 73 rungsbeispiel, bei der die erste Kammer A durch ein sowie Druckausdehnungs-Vorrichtung 65 stehen über rotationssymmetrisches ^**⁰ ™ —^{A A}" — '♦-

durch einen Stutzen 54 miteinander verbunden.

dehnungs-Vorrichtung ist innerhalb der Umkleidung 57 zwischen einer Gehäusezwischenwand 60 und einer Gehäuserückwand 61 angeordnet

Die Fig. 8 stellt eine die Rückwand eines gasbeheizten Durchlauferhitzers 73 bildende Druckausdehnungs-Vorrichtung 65 entsprechend der Ausführung nach den Fig. 2 und 3 dar. Die Druckausdehnungs-Vorrichtung 65 wird mit einer unteren Be

Gefäß 29 und die zweite 65 den Stutzen 76 miteinander in Verbindung. Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Druckausdehnungs-Vorrichtung für geschlossene Heizungsanlagen mit einer Gasfüllung und einer biegsamen, das Gas von dem Heizmittel trennenden Membran, dadurch gekennzeichnet, daß außer einer die Membran (19; 39) aufweisenden ersten Kammer (A), deren Flüssigkeitsraumvolumen dem thermischen Ausdehnungsvolumen der Heizungsanlage entspricht, eine zweite Kammer (B) angeordnet ist, die mit dem Gasraum (9; 42) der ersten Kammer in Verbindung steht, und daß zur Bildung der zweiten Kammer ein Gehäuse (25; 26; 28) von etwa rechteckiger Flachform dient, so daß mindestens wesentliche Teile (28, 7, 47, 52, 65) der Vorrichtung längs einer Heizkesselwand montierbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flachformgehäuse aus zwei so im wesentlichen parallelen, etwa rechteckigen Schalen (10,15; 11,16; 30, 31) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rand miteinander verbundenen Gehäuseschalen (10, 15; 11, 16; 30, as 31) durch entsprechende Profilierungen auf ihrer übrigen Fläche zwischen sich mehrere miteinander verbundene, Gas aufnehmende Hohlräume (9a, 9b; 42a, 42ö) bilden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (A) flach gehalten und durch zwei im wesentlichen parallele Gehäusefchalen (15, 16) gebildet ist, die die zweite Kammer (B) begrenzen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (A) von einem längs des Schalenrandes verlaufenden, der zweiten Kammer (B) zugehörigen Raum (9 b) umgeben ist.

6. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (9 a, 9 b) eines ersten und eines zweiten zweischaligen flachen Gehäuses (25, 26) zusammen die zweite Kammer (B) und beide Gehäuse (25, 26) zwischen sich die erste Kammer (A) bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuse (25, 26) mittels einer deren Ränder zusammenhallenden Bandage (14) miteinander verbunden sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie innerhalb einer Umkleidung des Heizkessels liegt (F i g. 6 bis 8) oder eine Wand der Umkleidung bildet (Fig. 9 und 10).