DE1579948C - Heizungsanlage - Google Patents

Description

Konstruktion, wenn vergessen wird, beim raschen Entleeren der Anlage die normalerweise am Ausdehnungsgefäß vorgesehene Entlüftungsschraube zu öffnen. Dann strömt das gesamte Öl der Anlage in das Sammelgefäß. Unter dem auftretenden Vakuum kann hierbei das Ausdehnungsgefäß vollständig deformiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizungsanlage der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die dargelegten Mangel weitestgehend beseitigt und insbesondere gefährliche Unterdrücke durch eine einfache Gestaltung des unterhalb der Heizungsanlage angeordneten Sammelgefäßes vermieden werden.

Dementsprechend ist die Anlage gemäß Erfindung in ihrem breitesten Aspekt dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelgefäß für die Aufnahme der gesamten Wärmeträgermenge der Heizungsanlage bemessen ist und sein größerer Teil ein Vielfaches des Volumens des anderen Teils aufweist und daß sein größerer Teil an die Uberlaufleitung angeschlossen ist und sein kleinerer Teil zur Atmosphäre offen ist.

Der Inhalt des an die Überlaufleitung angeschlossenen Teilgefäßes beträgt vorzugsweise etwa das Zehnfache des Inhalts des anderen Teilgefäßes. Dadurch steht im Inneren des mit dem Ausdehnungsgefäß verbundenen Teilgefäßes ein sehr großes Luftvolumen zur Verfügung, welches relativ große Volumenänderungen der in der Heizungsanlage zirkulierenden Flüssigkeitsmenge unter verhältnismäßig geringen Druckänderungen auffangen kann. Diese Druckänderungen können daher nur noch verhältnismäßig geringe Unterschiede der Höhe des Flüssigkeitsspiegels in den beiden Teilgefäßen hervorrufen. Ein zusätzlich erzielter Vorteil liegt darin, daß der gesamte Inhalt der Anlage in das Sammelgefäß abgelassen werden kann.

Schließlich ist darauf hinzuweisen, daß bei dem obenerwähnten Ablassen der Flüssigkeit ohne Öffnen der Entlüftungsschraube das in der Anlage auftretende Vakuum besonders gering wird, da praktisch 90% des Volumens an Luft wieder nachgeschoben werden, deren Ausdehnung auf 100 % einen nur geringfügigen Druckabfall bewirkt.

Vorteilhaft geht oben vom größeren Teilgefäß ein Tauchrohr ab, welches sich im anderen Teilgefäß von oben bis in die Nähe des Bodens des letzteren erstreckt. Die Größe des Abstands des freien Endes dieses Tauchrohrs vom Gefäßboden bestimmt das Mindestniveau des Flüssigkeitspiegels im größeren Teilgefäß, bei welchem Luft aus letzterem austritt bzw. das Mindestniveau der Flüssigkeit im kleineren Teilgefäß, bei welchem atmosphärische Luft in das größere Teilgefäß eintritt. Insofern übt das Tauchrohr gewissermaßen die Funktion eines Sicherheitsventils aus. Ein solches Tauchrohr kann genauer bemessen werden als der untere Rand einer Trennwand.

Bei einer Anlage gemäß der Erfindung ist es nicht mehr erforderlich, beim Entleeren derselben mittels einer vom tiefsten Punkt des Kreislaufs abgehenden, verschließbaren Entleerungsleitung am Fuß des Sammelgefäßes die Entlüftungsschraube des Ausdehnungsgefäßes zu öffnen, da der Großteil der im Sammelgefäß befindlichen Luft nicht mehr ins Freie entweicht, sondern von unten her über die Überlaufleitung in das Ausdehnungsgefäß gedrückt wird, so daß das entstehende Vakuum verhältnismäßig gering bleibt und eine Beschädigung des Ausdehnungsgefäßes durch übermäßigen Unterdruck vermieden wird.

In konstruktiver Hinsicht ist das Sammelgefäß vorteilhaft als liegender Kessel ausgebildet, der durch eine nicht ganz bis zum Boden reichende Trennwand in die zwei Teilgefäße geteilt ist. Insbesondere bei kleinen Anlagen dienen als Sammelgefäß vorteilhaft zwei gesonderte, auf gleicher Höhe nebeneinanderliegende Kessel unterschiedlicher Länge, aber vorzugsweise gleichen Durchmessers, die Fußverbindung zwischen den beiden Kesseln ist daher durch ein Verbindungsrohr gebildet, und ein weiteres Verbindungsrohr im oberen Bereich der Gefäße verbindet das Tauchrohr im kleinen Teilgefäß mit dem oberen Bereich des großen Teilgefäßes. Ein derartig ausgebildetes Sammelgefäß kann leicht mit dem Kessel zu einem niedrigen, geschlossenen Baublock vereinigt werden.

Nachfolgend sind an Hand der Zeichnungen die beiden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung als erläuternde Beispiele beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Heizungsanlage gemäß Erfindung;

F i g. 2 zeigt das bei der Anlage gemäß F i g. 1 verwendete Sammelgefäß in vergrößertem Maßstab; Fig. 3 zeigt die Ansicht von links auf Fig. 1;
F i g. 4 zeigt die zweite bevorzugte Ausführungsform einer Anlage gemäß Erfindung, wie sie vor allem für kleinere Anlagen in Betracht kommt;

F i g. 5 zeigt in größerem Maßstab die Sammelgefäßkonstruktion gemäß F i g. 4;

F i g. 6 zeigt die Ansicht von oben auf das Sammelgefäß gemäß F i g. 5;

F i g. 7 bis 9 zeigen eine dritte Konstruktion des Sammelgefäßes in drei Ansichten.

Bei der Heizungsanlage gemäß F i g. 1 bis 3 heizt der als Heizschlangenkessel ausgebildete Kessel A über den Vorlauf B und den Rücklauf C einen oder mehrere Verbraucher D. Vom Vorlauf B führt eine Ausdehnungsleitung E zum Ausdehnungsgefäß F. Dieses besitzt eine Entlüftungsschraube G und steht über die Überlauf leitung H mit dem Sammelgefäß Z₃ in Verbindung. Das Volumen des Sammelgefäßes I₃ ist gleich dem übrigen Volumen der Heizungsanlage. Vom Rücklauf C führt noch eine Füll- und Entleerungsleitung P zum Sammelgefäß, welche an letzteres mit Hilfe des Füllstutzens O angeschlossen ist. Die Höhe dieses Stutzens P bestimmt das Niveau der beim Füllen der Anlage im Sammelgefäß zumindest verbleibenden Menge. In der Leitung P liegt für Füllzwecke eine nicht gezeigte Füllpumpe. Das Sammelgefäß ist durch ein von oben herabhängende Wand R in zwei Teile geteilt, von denen der größere, links liegende Teil etwa 90% des Volumens des Sammelgefäßes einnimmt. Die Wand R reicht nicht ganz bis zum Boden des Sammelgefäßes, so daß die beiden Teilgefäße rechts und links der Wand durch den Raum unterhalb der Wand R miteinander in Verbindung stehen. Oben auf dem rechten kleineren Teilgefäß befindet sich ein verschließbarer Fülltrichter M sowie ein Krümmer N, durch welchen dieser kleinere Teil mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die Trennwand R ist oben durchbohrt. Von dieser Bohrung ragt ein nach unten gekrümmtes Tauchrohr L ab, welches bis nahe zum Boden des Sammelgefäßes ragt. Durch den Abstand der unteren Öffnung des Tauchrohres vom Boden des Sammelgefäßes

wird, wie oben dargelegt, der Ein- oder Austritt von Luft im Notfall bestimmt. Dies gilt jedenfalls dann, wenn das Tauchrohr etwas höher endet als der untere Rand der Trennwand. Diese Ausbildung, die besonders gut aus F i g. 2 ersichtlich ist, erlaubt nicht nur eine sehr genaue Festlegung des Niveaus, bei dem Luft aus einem Abteil in das andere treten kann, sondern gewährleistet auch einen raschen Ausgleich des Niveaus in beiden Abteilen durch den großen freien Querschnitt unterhalb der Trennwand R.

Nachfolgend sei die Funktion der soeben beschriebenen Heizungsanlage erläutert.

Beim ersten Füllen der Anlage wird die gesamte Ölmenge in das Sammelgefäß /₃ über den abschließbaren Fülltrichter M eingefüllt. Währenddessen ist das Entlüftungsventil G am Ausdehnungsgefäß F offen. Die links von der Trennwand R befindliche Luft kann somit über das Ausdehnungsgefäß entweichen. Die rechts von der Trennwand R befindliche Luft kann über den Überlaufbogen N in die Atmosphäre entweichen. Aus dem Füllstutzen O wird über die Fülleitung P mit Hilfe der Pumpe die Anlage vom Rücklauf C her gefüllt. Das Öl steigt in der Anlage, bis es den Mindeststand im Ausdehnungsgefäß F erreicht hat. Hierbei hat es die Luft in der gesamten Anlage weitgehend verdrängt. Nun wird die Anlage bei geöffnetem Entlüftungsventil G auf Temperatur gefahren, um Luftpolster entweichen zu lassen, Wasser zu verdampfen und etwa in der Wärmeträgerflüssigkeit befindliche, leichtflüchtige Bestandteile auszugasen. Dann läßt man die Anlage wieder erkalten und schließt in kaltem Zustand der Anlage das Entlüftungsventil G. Beim nächsten Aufheizen bewirkt die Ausdehnung der Wärmeträgerflüssigkeit (diese liegt normalerweise in der Größenordnung von 7% pro 100⁰C), daß im Ausdehnungsgefäß F und damit auch in der Überlaufleitung H und dem Sammelgefäß I₃ links von der Trennwand R ein gewisser Überdruck entsteht.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß der Füllstutzen O am Sammelgefäß so hoch angebracht ist, daß er eine Restmenge an öl nicht mehr in die Anlage pumpen kann, welche erforderlich ist, um das untere Ende des Tauchrohrs L und den unteren Rand der Trennwand R in das Öl eingetaucht zu halten. Der Überdruck im Raum links von der Trennwand R kann nun nicht größer sein als der Druck der Flüssigkeitssäule von der Eintauchhöhe des Tauchrohrs L in die noch am Boden des Sammelgefäßes befindliche Flüssigkeitsmenge. Damit ist die Anlage praktisch drucklos.

Der in der noch verbliebenen Luftmenge befindliehe Sauerstoff wird nun vom Wärmeträger aufgenommen, was wegen der geringen Menge keine praktische Bedeutung hat. Damit verbleibt als ständig im Ausdehnungsgefäß und Sammelgefäß verbleibendes Gas lediglich der Luftstickstoff. Zieht sich nun

ίο bei Abkühlung der Wärmeträger wieder zusammen, so entsteht im Ausdehnungsgefäß Unterdruck. Da aber das sehr große Luftvolumen des links von der Trennwand R befindlichen Teilgefäßes zur Verfügung steht, kann sich nur ein geringer Unterdruck in der Heizanlage ausbilden.

Die Anlage gemäß Fig. 4 bis 6 funktioniert in der gleichen Weise wie die Anlage gemäß Fig. 1 bis 3. Bei ihr ist lediglich die konstruktive Ausbildung des Sammelgefäßes anders gewählt. Daher sind hier gleiche Teile mit der gleichen Bezeichnung wie in Fig. 1 bis 3 versehen. Bei dieser Anlage besteht das Sammelgefäß aus zwei Teilgefäßen I₁ und Z₉. Jedes Teilgefäß ist als liegender Kessel ausgebildet. Das Fassungsvermögen des Teilkessels I₁ soll dabei etwa neunmal so groß sein wie das des Teilkessels I₂. Das Tauchrohr L, welches in den kleineren Kessel 7, ragt, ist durch eine in F i g. 5 und 6 gut erkennbare Leitung mit dem Scheitel des Kessels I₁ verbunden. Nahe dem Scheitel des Kessels I₁ schließt an diesen auch die Überlaufleitung H an. Auch hier befindet sich der Einfüllstutzen O am kleineren Teilkessel I₂. Am Fuß sind die beiden Teilkessel I₁ und I₂ durch eine Leitung K verbunden, welche die gleiche Funktion ausübt wie der untere, nicht geschlossene Teil der Trennwand R der Konstruktion gemäß F i g. bis 3. In der Leitung K liegt ein Ventil. Der Teilkessel I₂ ist ebenfalls mit einem zur Atmosphäre führenden Überlaufkrümmer N versehen.

Die in F i g. 7 bis 9 gezeigte Sammelgefäßkonstruktion unterscheidet sich von der gemäß F i g. 1 bis 3 im wesentlichen durch die Parallelschaltung eines zweiten Gefäßes, welches den nicht mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Gefäßteil vergrößert. Diese Konstruktion ist dann angezeigt, wenn man aus Gründen der Platzersparnis zwei gleich große Gefäße nebeneinanderstellen, aber nur eins zum Luftabschluß verwenden will, um nicht zuviel Volumen zu verlieren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 .2 Wärmeträger dienen normalerweise entsprechende Patentansprüche: Mineralöle. Diese haben jedoch die Eigenschaft, sich im heißen Zustand mit dem Sauerstoff der Luft zu

1. Heizungsanlage mit einem Heizkessel, in verbinden und dadurch zu altern. Aus diesem Grund der eine hochsiedende Flüssigkeit als Wärme- 5 ist ein Luftabschluß nötig, welcher einerseits den träger mit etwa Atmosphärendruck umgewälzt Zutritt von Luft zu dem heißen, zirkulierenden wird und einem oberhalb des höchsten Punktes Wärmeträger verhindert, andererseits jedoch einen des Wärmeträgerkreislaufs angeordneten Aus- Druckausgleich erlaubt. Dies wird durch das oben erdehnungsgefäß, das mit einem aus zwei verschie- wähnte Sammelgefäß bewirkt. Bei den bekannten den großen, in Bodennähe kommunizierenden io Konstruktionen besteht das Sammelgefäß aus einem Teilen bestehenden, unterhalb der Heizungs- liegenden Kessel, der an seiner höchsten Stelle mit anlage angeordneten Sammelgefäß durch eine Hilfe eines Krümmers mit der freien Atmosphäre in Überlaufleitung verbunden ist, wobei die Über- Verbindung steht. Von oben ragt in diesen liegenden laufleitung von oben in den einen Teil des Kessel eine normalerweise zylindrische, unten offene Sammelgefäßes mündet und der andere Teil mit 15 Glocke hinein, deren oberes Ende über eine Überder Atmosphäre oben in Verbindung steht und laufleitung mit dem Ausdehnungsgefäß der Anlage im Betriebszustand der Wärmeträger die Ver- verbunden ist. Die Glocke ist unten offen, so daß, ■ bindungsöffnung der Sammelgefäßteile abdeckt, wenn in dem Sammelgefäß kein öl wäre, die Atmodadurch gekennzeichnet, daß das Sphäre mit dem Ausdehnungsgefäß in Verbindung Sammelgefäß (Z₃, Z₁, I₂) für die Aufnahme der 20 stünde. Das Fassungsvermögen der Glocke ist ein gesamten Wärmeträgermenge der Heizungs- Bruchteil von dem des übrigen Kessels. Der Boden anlage bemessen ist und sein größerer Teil ein des liegenden Kessels ist jedoch so hoch mit Öl be-Vielfaches des Volumens des anderen Teils auf- deckt, daß der freie Rand der Glocke in das Öl weist und daß sein größerer Teil an die Über- eintaucht und auf diese Weise ein Flüssigkeitsverlaüfleitung (H) angeschlossen ist und sein kleine- 35 Schluß gebildet ist. Entsteht nun in der Heizungsrer Teil zur Atmosphäre offen ist. anlage aus irgendeinem Grund ein Überdruck, so

-

2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch wird das im Inneren der Glocke befindliche Öl mehr gekennzeichnet, daß oben vom größeren Teilgefäß oder weniger — je nach dem Grad dieses Überdrucks ein Tauchrohr (L) abgeht, welches sich im ande- — nach unten gedrückt, wodurch wiederum das freie ren Teilgefäß von oben bis in die Nähe des Bo- 30 Volumen im Inneren der Heizungsanlage vergrößert dens desselben erstreckt. und der Überdruck ausgeglichen wird. Ist der Über-

3. Heizungsanlage nach Anspruch Ϊ oder 2, da- · druck sehr groß, so wird das ganze öl aus dem Innedurch gekennzeichnet, daß zwei gesonderte, auf ren der Glocke verdrängt, und die Luft tritt in Luftgleicher Höhe nebeneinanderliegende Kessel (Z₁, blasen in das Sammelgefäß aus, aus dem sie ins Freie I₂) ' unterschiedlicher Länge, als Sammelgefäß 35 entweichen kann.

dienen, daß die Fußverbindung zwischen den bei- Entsteht im Inneren der Heizungsanlage Unter-

den Teilgefäßen durch ein Verbindungsrohr (K) druck, so steigt unter dem Einfluß des äußeren gebildet ist und daß ein weiteres Verbindungs- Atmosphärendrucks der Ölspiegel im Inneren der rohr im oberen Bereich der Gefäße das Tauch- Glocke unter gleichzeitigem Absinken im übrigen rohr (L) im kleinen Teilgefäß (I₂) mit dem oberen 40 Bereich des Sammelgefäßes. Hierdurch wird ebenfalls Bereich des großen Teilgefäßes (Z₁) verbindet. der Unterdruck ausgeglichen. Auf diese Weise ist bis

zu einem gewissen Maß gewährleistet, daß auch bei Unterdruck im Inneren der Heizungsanlage keine

Frischluft und damit auch kein neuer Sauerstoff in.

45 die Anlage eintreten kann. Es ist jedoch in der Praxis sehr schwierig, bei wechselnden Temperaturverhältnissen die Glocke im Sammelgefäß jeweils dem wirk-

Die Erfindung betrifft eine Heizungsanlage mit liehen Bedarf anzupassen. Wolke man das ganz genau einem Heizkessel, in der eine hochsiedende Flüssig- tun, so müßte jeweils eine gesonderte Berechnung keit als Wärmeträger mit etwa Atmosphärendruck 50 erfolgen, was einer Serienfertigung wesentliche Hinumgewälzt wird und einem oberhalb des höchsten dernisse bereiten würde. Ist die Bemessung der Punktes des Wärmeträgerkreislaufs angeordneten Glocke nicht genau vorherberechnet, so kann es je-Ausdehnungsgefäß, das mit einem aus zwei verschie- doch passieren, daß bei Unterdruck in der Heizungsden großen, in Bodennähe kommunizierenden Teilen anlage der Unterdruck im Ausdehnungsgefäß und bestehenden, unterhalb der Heizungsanlage angeord- 55 der Überlaufleitung so groß wird, daß die gesamte neten Sammelgefäß durch eine Überlaufleitung ver- Menge des im Sammelgefäß befindlichen Öls angebunden ist, wobei die Überlaufleitung von oben in saugt wird, die Flüssigkeitsverbindung abreißt und den einen Teil des Sammelgefäßes mündet und der somit doch Sauerstoff in die Anlage einströmt. Ein andere Teil mit der Atmosphäre oben in Verbindung weiterer Nachteil liegt darin, daß bei weitgehend aufsteht und im Betriebszustand der Wärmeträger die 60 gefülltem Sammelgefäß die Flüssigkeitssäule, die bei Verbindungsöffnung der Sammelgefäßteile abdeckt. Vakuum zu überwinden ist, recht groß werden kann.

Der Ausdruck »Heizungsanlage« soll hier nicht nur Bei großen Anlagen kann der Durchmesser des Raumheizungsanlagen, sondern auch solche zum Be- Sammelgefäßes mehrere Meter betragen, so daß ein heizen von Pressen, Maschinen und sonstigen tcch- entsprechendes Vakuum entsteht. Ein so hohes Vanischcn Anlagen umfassen. 65 kuum kann die Dichtungen an Pumpen, Ventilen,

Hcizungsanlagen dieser Art bieten den wcsent- Flanschstellen u. dgl. beschädigen, so daß Luft in die liehen Vorteil, daß auch bei sehr hohen Tempera- Heizungsanlage eintritt, was ja gerade vermieden türen drucklos Wärme übertragen werden kann. Als werden soll. Besonders nachteilig ist die bekannte