DE2361952C3 - Umwälzpumpe für Warmwasser-Heizungsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Umwälzpumpe für Warmwasser-Heizungsanlagen mit einer in das Pumpengehäuse einbezogenen Mischeinrichtung und am Pumpengehäuse um eine zentrale Mischkammer herum angeordneten Anschlüssen, von denen ein oberhalb der Mischkammer gelegener und über das Pumpenlaufrad mit dieser verbundener Anschluß für die Heizungsvorlaufleitung sowie ein Anschluß für die Kesselrücklaufleitung in der Senkrechten und die Anschlüsse für die Kesselvorlaufleitung und die Heizungsrücklaufleilung in der Waagerechten angeordnet sind.

Zur Temperaturregelung in Warmwasser-Heizungsanlagen werden vielfach Dreiwege- oder Vierwege-Mischventile verwendet. Innerhalb der Mischventil wird eine Mischung heißen Wassers aus dem Kesselvorlauf mit abgekühltem Wasser aus dem Heizungsrücklauf vorgenommen. Das Mischungsverhältnis wird durch den jeweils vorhandenen Wärmebedarf bestimmt. Die Einstellung des Mischventils kann von Hand oder durch einen Stellmotor erfolgen. Der Vorteil der Stellmotoren, wie z. B. Elektromotoren oder Servomotoren, liegt in der Möglichkeit der weitgehenden Automatisierung. Die Steuerung des Stellmotors cilolgt durch ein mit einer oder mehreren Temperaturmeßstellen verbundenes Steuer- oder Regelgerät.

Durch eine Verbindung der Umwälzpumpe und der Mischeinrichtung zu einem gemeinsamen Aggregat konnte der Geräte- und Installationsaufwand für mit Mischeinrichtungen ausgestattete Heizungsanlagen verringert werden. Aufgrund der sich ergebenden engen Nachbarschaft des Stellantriebes zur Umwälzpumpe konnte ohne weiteren Leistungsaufwand ein einfacher Servomotor verwirklicht werden.

In Verbindung mit einer in Abhängigkeit vom Wärmebedarf drehzahlgeregelten Umwälzpumpe war ein derartiger Servomotor unmittelbar durch die von der Umwälzpumpe erzeugte Druckdifferenz zu betätigen. Die DT-PS 19 28 575 gibt ein Beispiel für eine von der Druckdifferenz einer drehzahlgeregelten Umwälzpumpe betätigte Stellvorrichtung mit Dreiwege-Beimischventil, die sowohl separat angeordnet als auch in das Pumpengehäuse einbezogen sein kann. Der in das Pumpengehäuse einbezogene Servomotor besteht aus einer Membran, die auf der einen Seite mit dem Druck der Pumpensaugseite und auf der anderen Seite mit derr am Druckstutzen der Pumpe vorhandenen Druck beaufschlagt ist und die über ein Stößel zwei dei Beimischung dienende Ventile betätigt. Die in einerr unveränderlichen Abstand auf dem Ventilstößel befe stigten Ventile wirken mit zwei einander entgegenge setzt gerichteten öffnungen zusammen, die in dei Kesselvorlaufleitung und einer weiteren, mit derr Heizungsrücklauf und dem Kesselrücklauf verbundener Leitung angeordnet sind. Die öffnungen münden in eint mit dem Pumpeneinlauf verbundene Mischkammer. Be infolge erhöhter Drehzahl der Umwälzpumpe anstei gender Druckdifferenz wird die öffnung des mit dei

|_vorlaufleitung verbundenen Ventils vergrößert, λ öffnung des entgegengesetzt gerichteten Ventils ^j h verringert Bei absinkendem Wärmebedarf und P. verringerter Pumpendrehzahl wird der mit der ifmbran verbundene Ventilstößel wieder in die üieeeengesetzte Richtung bewegt.

Durch d>^e DT-OS 2140 853 ist auch bereits eine τ mDeratur-Regeleinrichtung bekanntgeworden, die ftrrund ihrer Wirkungsweise einen zusätzlichen ς Hantrieb überflüssig macht. Diese Einrichtung k tzt eine aus einem Rückschlagventil uno einer η osselstelle bestehende hydraulische Weiche, die in Abhängigkeit von der Fördermenge der Umwälzpumpe λ ρ Anteil der Beimischung von abgekühltem Heizungs- - klaufwasser zu dem heißen Kesselvr-Haufwasser hMtimmt Diese hydraulische Weiche kann innerhalb j Rohrleitungssystems der Heizungsanlage angeordt sein, wobei sich das Rückschlagventil in der ifesselvorlauf- oder der Kesselrücklaufleitung befindet

d die Drosselstelle durch eine den · leizungsvorlauf "It dem Heizungsrücklauf verbindende, eine Drosselung bewirkende Rohrleitung gebildet wird. Zur F teilung _ej_ner kompakten Einbaueinheit können das Rückschlagventil, die Drosselstelle und die notwendigen Verbindungen auch mit der Umwälzpumpe in einem

einsamen Gehäuse zusammengefaßt werden. Mit

Ausnahme des entfallenden Stellmotors und bezogen

f die Einfügung in das Rohrleitungssystem der

Heizung stimmt dieses Aggregat mit den übrigen

bekannten Umwälzpumpen mit Mischeinrichtung über-

Der Anschluß der Rohrleitungen an das Gehäuse der mit einer Mischeinrichtung versehenen Umwälzpumpe kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. So ist es z. B. üblich die verschiedenen Anschlüsse kreizförmig am Gehäuse anzuordnen. Weiterhin ist es bekannt, die Anordnung \n der Form eines H vorzunehmen. In diesem Fall befinden sich die Anschlüsse für Heizungsvorlauf und Heizungsrücklauf am oberen Teil des Gehäuses, die Anschlüsse für Kesselvorlauf und Kesselrücklauf am unteren Gehäuseteil. Aus der Position der mit den Anschlüssen verbundenen Kammern innerhalb des Gehäuses kann sich auch eine Verschiebung der Anschlüsse aus der reinen H-Form heraus ergeben (DT-OS 20 52 912)

Aus dem spezifischen Aufbau des Mischeigehauses und der Lage der je nach System notwendigen Kammern kann sich außerdem eine Unveränderbarkeit der Lage der verschiedenen Anschlüsse zueinander ergeben Für den Einbau eines solchen Aggregats in eine Heizungsanlage bedeutet dies aber, daß die jeweils aus anderer Richtung kommenden Rohrleitungen für den Heizungsrücklauf und den Kesselvorlauf nur in der einen der beiden möglichen Positionen optimal angeschlossen werden können. In der anderen Position aber bedarf es einer aufwendigen S-förmigen Leitungsführung für die beiden Anschlüsse. Selbst bei solchen Ausführungen, bei denen das Gehäuse oder Teile desselben einen Wechsel der Anschlußseiten von Ke*selvorlauf und Heizungsrücklauf erlauben, bedarf es immerhin noch zweier verschiedener Modelle, die dann den gegebenen Verhältnissen angepaßt sein müssen. Neben dem zusätzlichen Aufwand für Konstruktion, Herstellung und Lagerung eines zusätzlichen Modells muß noch der Nachteil möglicher Verwechslungen in &i Kauf genommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine der -s genannten Gattung entsprechenden Umwälzpumpe niit Mischeinrichtung zu schaffen, die mit einem Modell einen für beide Riciuungsverläufe von Heizungsrücklaufleitung und Kesselvoriaufleitung möglichen Anschluß erlaubt-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen im Pumpengehäuse vorgesehenen symmetrischen, in Querschnitt im wesentlichen Y-iörmig gestalteten Einbau, dessen oberer Tei! die Mischkammer begrenzt und dessen unterer Teil eine in den Kesselrücklaufstuizen hineinreichende Trennwand biidet, wobei zwischen der Mischkammer und dem Kesselvorlaufstutzen einerseits sowie zwischen der Mischkammer und dem Heizungsrücklaufstutzen andererseits jeweils ein der Mischung dienendes Ventil- bzw. Drosselorgan angeordnet ist.

Die in der Wand der Mischkammer angeordneten Ventile können in der aus der DT-PS 19 28 575 bekannten Weise auf einem gemeinsamen Ventilstöße! bei einander gegenüberliegenden Sitzen angebracht sein. Zur Anpassung an die sich aus der unterschiedlichen Anschlußart von Kesselvorlaufleitung und Heizungsrücklaufleitung ergebende unterschiedliche Betätigungsrichtung ist der Stellantrieb umschaltbar auszubilden.

Bei Benutzung einer Temperatur-Regeleinrichtung, wie sie aus der DT-OS 21 40 853 bekanntgeworden ist. ergibt sich eine besonders vorteilhafte und wenig aufwendige Mischeinrichtung. In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung werden lediglich zwei in ihren Außenabmessungen gleichartige Einsätze in das Pumpengehäuse eingeschraubt, von denen der eine ein federbeaufsthlagtes Rückschlagventil trägt, während der andere eine als Beimischleitung wirkende Drosselsteile besitzt, wobei in der Wand der Mischkammer zwei gleichartige, mit dem Rückschlagventil und dem Drosselorgan zusammenwirkende Sitze angeordnet sind. Entsprechend der durch die Anlage bestimmten Einbaurichtung des Aggregats werden die Einsätze für das Rückschlagventil und das Drosselorgan in das Pumpengehäuse eingeschraubt.

Die Drosselstelle kann durch eine im Einsatz vorgesehene blendenähnliche Bohrung gebildet werden, wobei am Umfang des Einsatzes ein dichtend mit dem Sitz in der Wand der Mischkammer zusammenwirkender Dichtring angeordnet ist.

Anstelle eines festen Drosselorgans kann auch vorgesehen werden, daß die Drosselstelle durch einen in der Höhe verstellbaren Kegel gebildet wird, der zusammen mit der lnnflächc des Sitzringes einen kreisringförmigen Durchtritt veränderbaren Querschnittes bildet. Eine derartige Ausbildung erlaubt eine individuelle und genaue Einstellung der Drosselstelle.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß an der Unterseite der Schenkel des Y-förmigen Einbaus dornartige Ansätze vorgesehen sind, die uur Bildung einer U-förmigen Kanalführung von der Gehäusewand mit Abstand bogenförmig umschlossen werden. Mit dieser Maßnahme wird eine Sperrschicht gebildet, die verhindert, daß bei geringer Fördermenge der Umwälzpumpe der Kessel- und der Heizungskreislauf miteinander in Berührung kommen. Ein Wärmeaustausch zwischen den beiden Kreisläufen, die bei nicht vorhandenem Wärmebedarf voneinander getrennt i bleiben, kann daher nicht stattfinden. Auf der Heizungsrücklaufseite wird sich nämlich innerhalb des U-förmigen Kanalteiies kühleres Wasser aus dem Heizungsrücklauf absetzen und verhindern, das heißes Wasser

aus dem Kesselvorlauf in die mit dem Heizungsrücklauf verbundene Kammer gelangt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ergibt sich, wenn in dem aus dem Y-förmigen Einbau gebildeten Wandteil der Mischkammer eine Wärmedämmkammer vorgesehen wird. Hierdurch wird eine Wärmeübergang zwischen den verschiedenen Kammern der Mischeinrichtung verhindert.

Die im Kesselrücklaufstiitzen angeordnete Trennwand übt gegenüber der Kesselvorlaufscite eine Injektorwirkung aus. Ein Teil des aus dem Kessclvorlauf kommenden Wassers wird über diesen Injektor zum Zwecke der Rücklauftemperaturanhebung in den Kesselrücklauf gefördert.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Umwälzpumpe mit Mischeinrichtung erlaubt es, daß zur Umstellung der Vierwege-Mischeinrichtung auf eine Dreiwege-Mischeinrichtung der Kesselrücklaufstutzen durch einen Verschluß versperrt wird, der an die Trennwand anschließt und die Verbindung zwischen dem Kesselvorlaufstutzen und dem Heizungsrücklaufstutzen unterbricht. Der bei der Vierwege-Mischeinrichtung für den Heizungsmcklauf vorgesehene Anschluß wird bei der Ausführung der Dreiwege-Mischeinrichtung über eine Nebenschlußleitung mit der vom Heizungsrücklauf zum Kesselrücklauf verlaufenden Leitung verbunden.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß gestaltete Umwälzpumpe mit Mischeinrichtung, in

F i g. 2 einen Schnitt durch das Mischergehäuse nach der Linie A-A der F i g. 1 und in

Fig. 3 als Einzelheit einen Schnitt durch eine einstellbare Drosselstelle.

In dem Gehäuse 1 des erfindungsgemäß gestalteten Aggregats sind das durch einen drehzahlgeregelten Elektromotor 2 angetriebene Laufrad 3 und eine dem Gegenstand der DT-OS 2140 853 entsprechende Mischeinrichtung angeordnet. Die wesentlichen Elemente der Mischeinrichtung sind ein fedcrbeaufschlagtes Rückschlagventil 4 und ein mit einer blendenähnlichen Bohrung 5 versehener Drosseleinsatz 6, die in das Gehäuse 1 des Aggregats eingeschraubt sind. Das Rückschlagventil 4 ist ebenfalls in einem in das Gehäuse 1 eingeschraubten Einsatz 7 angeordnet. Die in das Gehäuse 1 eingeschraubten Teile der Einsätze 6 und 7 sind einander gleich, können also gegeneinander ausgetauscht werden.

Das Gehäuse 1 besitzt vier kreuzförmig zueinander angeordnete Anschlüsse. In der Senkrechten befinden sich der Kesselrücklaufstutzen 9 und der oberhalb der Mischkammer 8 angeordnete Heizungsvorlaufstutzen 10. In der Waagerechten sind zwei Stutzen angeordnet, die wahlweise den Heizungsrücklaufstutzen 11 und den Kesselvorlaufstutzen 12 bilden.

Durch einen Y-förmigen Einbau 13 werden die verschiedenen Kammern bzw. Stutzen des Gehäuses 1 voneinander getremt. Der untere Teil des Einbaus 13 bildet eine innerhalb des Kes'selrücklaufstutzens 9 verlaufende und diesen unterteilenden Trennwand 14. Durch dornartige Ansätze 15, 16 und die diese mit Abstand bogenförmig umschließende Wand des Gehäuses 1 werden U-förmige Kanäle 17,18 gebildet die dem Kesselrücklaufstutzen 9 vorgeschaltet sind. In dem durch den Y-förmigen Einbau 13 gebildeten Wandteil der Mischkammer 8 ist eine mit der Umgebung des Aggregats verbundene lultgcfüllte Wärmedammkammcr 19 angeordnet.

Durch einen in der Zeichnung gestrichelt dargestellten Verschluß 20, der in den Kcssclrücklaufstutzen eingesetzt werden kann und der durch dichtende Anlage an der Wand des Kessclrücklaufstut/.ens 9 und an der Stirnseite der Trennwand 14 die Verbindung zwischen dem Kesselvorlaufstutz.cn 12 und dem Heizungsrücklaufstutzen 11 unterbricht, kann die Vierwcge-ivliseheinrichtung in eine Dreiwcgc-Mischeinrichtung umgewandelt werden. An den Stutzen 11 wäre in diesem Falle eine Nebenschlußleitung anzuschließen, die mit der Heizungsrücklaufleitung und der Kesselrücklaufleitung verbunden ist.

Die in der Wand der Mischkammer 8 angeordneten, mit dem Rückschlagventil 4 und dem Drosseleinsat/ 6 zusammenwirkenden Sitze werden durch zwei gleichartig gestaltete Sitzringe 21 und 22 gebildet. Im Ausführungsbeispiel wirkt die innere Dichtfläche des Sitzringes 21 mit einem den Drosseleinsatz 6 umschließenden Dichtring 23 zusammen, die Stirnfläche des Sitzringes 22 bildet den Sitz für das Rückschlagventil 4.

Der in der Fig. 2 dargestellte Drosseleinsatz 6 mit blendenähnlicher Bohrung 5 kann, wie in F i g. 3 gezeigt.

durch einen Einsatz 24 mit einem höhenvcrstellbaren Drosselkcgcl 25 ersetzt werden. Entsprechend seiner Schraubhöhe gibt der Drosselkegel 25 einen mehr oder minder großen kreisringförmigen Drossclspalt zwischen sich und dem Sitzring 21 frei.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Umw al/· pumpe mit Mischeinrichtung, wie sie das Ausführungsbeispiel zeigt, ist folgende:

Ein — nicht dargestellter — Temperaturfühler steuert über eine Regeleinrichtung die Drehzahl des Elektromotors 2 und damit die Fördermenge des aus der Mischkammer 8 ansaugenden Laufrades 3. Das geförderte Medium gelangt über den Heizungsvorlaufstutzen IO in die Heizungsanlage.

Bei nicht vorhandenem Wärmebedarf und damit bei geringer Drehzahl und kleiner Fördermenge bleibt das lederbelasteie Rückschlagventil 4 geschlossen.

Das Laufrad 3 saugt jetzt das abgekühlte Wasser aus dem Heizungsrücklauf durch die blendenähnliche Bohrung 5 im Drosseleinsatz 6 in die Mischkammer 8 und fördert es von dort zurück zur Heizung.

Eine Vermischung des im Kesselkreislauf befindlichen heißen Wassers mit dem kühlerem Wasser des Heizungskreislaufs wird durch den U-förmigen Kanal 17 unterbunden. Das aus dem Heizungsrücklauf geförderte Wasser, das aufgrund seiner geringeren Temperatur ein höheres spezifisches Gewicht besitzt. setzt sich in dem U-förmigen Kanal 17 ab und versperrt dem heißen Wasser des Kesselkreislaufs den Durchtritt. Heizungs- und Kesselkreislauf sind hierdurch völlig voneinander getrennt Auch eine geringfügige Zufuhr

heißen Wassers in den Heizungskreislauf, wie sie bei

nicht vorhandenem Kanal 17 möglich wäre, unterbleibt.

Bei ansteigendem Wärmebedarf wird die Drehzahl

der Umwälzpumpe erhöht. Mit der nun steigenden Fördermenge und dem damit ansteigendem Drosselwiderstand der blendenähnlichen Bohrung 5 sinkt der Druck innerhalb der Mischkammer 8. Steigt die Fördermenge auf einen vorbestimmten Wert an. wird das federbeaufschlagte Rückschlagventil 4 aufgrund des

zwischen der Mischkammer 8 und dem Kessel- bzw. Heizungskreislauf vorhandenen Differenzdruck geöffnet. Hierdurch wird der Kesselkreislauf mit dem Heizungskreislauf verbunden. Die Fördermenge der

Umwälzpumpe bestimmt über die vom Rückschlagventil 4 und die blcnclcnähnliche Bohrung 5 gebildete hydraulische Weiche das Mischungsverhältnis des heißen und des abgekühlten Wassers, also die Temperatur des zu den Heizkörpern gelangenden Wassers.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Umwälzpumpe für Warmwasser-Heizungsanlagen mit einer in das Pumpengehäuse einbezogenen Mischeinrichtung und am Pumpengehäuse um eine zentrale Mischkammer herum angeordneten Anschlüssen* von denen ein oberhalb der Mischkammer gelegener und über das Pumpenlaufrad mit dieser verbundener Anschluß für die Heizungsvorlaufleitung sowie ein Anschluß für die Kesselrücklaufleitung in der Senkrechten und die Anschlüsse für die Kessel Vorlaufleitung und die Heizungsrücklauf leitung in der Waagerechten angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen im Pumpengehäuse (1) vorgesehenen symmetrischen, im Querschnitt im wesentlichen Y-förmig gestalteten Einbau (13) desstn oberer Teil die Mischkammer (8) begrenzt und dessen unterer Teil eine in den Kesselrücklaufstutzen (9) hineinreichende Trennwand (14) bildet, wobei zwischen der Mischkammer (8) und dem Kesselvorlaufstutzen (12) einerseits sowie zwischen der Mischkammer (8) und dem Heizungsrücklaufstutzen (11) andererseits jeweils ein der Mischung dienendes Ventil- bzw. Drosselorgan angeordnet ist.

2. Umwälzpumpe mit Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Benutzung einer Temperaturregeleinrichtung nach Patentanmeldung P 21 40 853.7 zwei in ihren Außenabmessungen gleichartige Einsätze (6, 7, 24) in das Pumpengehäuse (1) eingeschraubt sind, von denen der eine ein federbeaufschlagtes Rückschlagventil (4) trägt, während der andere eine als Beimischleitung wirkende Drosselstelle besitzt, wobei in der Wand der Mischkammer (8) zwei gleichartige, mit dem Rückschlagventil (4) und dem Drosseleinsatz (6, 24) zusammenwirkende Sitzringe (21, 22) angeordnet sind.

3. Umwälzpumpe mit Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle durch eine im Drosseleinsatz (6) vorgesehene blendenähnliche Bohrung (5) gebildet wird, wobei am Umfang des Drosseleinsatzes (6) ein dichtend mit dem Sitzring (21) in der Wand der Mischkammer (8) zusammenwirkender Dichtring (23) angeordnet ist.

4. Umwälzpumpe mit Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle durch einen in der Höhe verstellbaren Kegel (25) gebildet wird, der zusammen mit der Innenfläche des Sitzringes (21) einen kreisringförmigen Durchtritt veränderbaren Que-schnittes bildet

5. Umwälzpumpe mit Mischeinrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Schenkel des Y-förmigen Einbaus (13) dornartige Ansätze (15,16) vorgesehen sind, die zur Bildung einer U-förmigen Kanalführung (19,18) von der Gehäusewand mit Abstand bogenförmig umschlossen werden.

6. Umwälzpumpe mit Mischeinrichtung nach anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem aus dem Y-förmigen Einbau (13) gebildeten Wandteil der Mischkammer (8) eine Wärmedämmkammer (19) vorgesehen ist.

7. Umwälzpumpe mit Mischeinrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umstellung der Vierwege-Mischeinrichtung auf eine Dreiwege-Mischeinrichtung der Kesselrücklaufstutzen (9) durch einen Verschluß (20) versperrt wird, der an die Trennwand (14) anschließt und die Verbindung zwischen dem Kesselvorlaufstutzen (12) und dem Heizungsrücklaufstutzen (11) unterbr.cht.