DE2802723C2 - Gerät zur Expansion, Luftabscheidung und Niveauanzeige für einen offenen Flüssigkeitskreislauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät, mit einem gegen die Atmosphäre offenen Ausdehnungsgefäß zur Füllung und Expansion, mit einer transparenten Niveauanzeige und mit einer Luftabscheidevorrichtung zur Entlüftung, für einen offenen Flüssigkeitskreislauf, dessen Medium von einer Solepumpe zum Verdampfer einer Wärmepumpe und von dort in ein Wärmeaufnehmendes Rohrregister zu fördern ist

Derartige Geräte finden überall dort Verwendung, wo ein offener Flüssigkeitskreislauf permanent entlüftet werden muß. Das ist z. B. bei einem Solekreislauf mit niedrigen Temperaturen der Fall, wenn das wärmeaufnehmende Rohrregister im Erdreich oder als Solarzelle auf dem Dach eines Hauses angeordnet ist Hierbei dient die Luftabscheidevorrichtung nicht nur zur obligatorischen Entlüftung nach dem Einfüllvorgang, sondern auch zur permanenten Entlüftung bei aus Kunststoff bestehenden Rohrregistern. Denn die hierfür verwendeten üblichen Kunststoffe, wie Polybuten, Polypropylen und Polyäthylen, weisen eine von Druck und Temperatur abhängige Sauerstoffpermeabilität auf, welche in relativ kurzer Zeit zur Anreicherung des Flüssigkeitskreislaufes mit Sauerstoff führt. Zur Sicherung eines guten Wärmeübertragungseffektes sowie zur Hemmung von Korrosionen aller im Flüssigkeitskreislauf befindlichen metallischen Teile ist eine ständige Entlüftung dringend geboten.

Bei einem bekannten Gerät der vorgenannten Art (Betriebsanleitung der Fa. Pflüger - »Füllanleitung für Solekreislauf« - Seite 10) setzt sich das Ausdehnungsgefäß und die Luftabscheidevorrichtung aus zwei getrennten Behältern zusammen, von denen letzterer unmittelbar vor der Solepumpe angeordnet und mittels zweier Leitungen und zweier Absperrventile mit dem darüber befindlichen Ausdehnungsgefäß verbunden ist. Unmittelbar am Ausdehnungsgefäß ist eine Niveauanzeige in Form eines kommunizierenden Klarsichtrohres angebracht. Zwischen der Luftabscheidevorrichtung und der Solepumpe befindet sich ein weiteres Absperrventil. Diese Vorrichtung setzt sich demnach aus insgesamt drei unterschiedlichen über Rohrleitungen und drei Ventile verbundenen Metallgefäßen zusammen, was nicht nur einen erheblichen Herstellungs-, Montage- und Kostenaufwand bedingt, sondern auch die Handhabung, die Wartung und die Überwachung erschwert.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches bei optimal geringem Platzbedarf, einfacher, billiger Herstellung und Montage die Absperrventile entbehrlich werden läßt und weitestgehende Wartungsfreiheit garantiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ausdehnungsgefäß, die Luftabscheidevorrichtung und die Niveauanzeige aus einem einzigen, an seiner höchsten Stelle offenen, ganz oder teilweise transparenten oder transluzenten Behälter mit zwei den Behältermantel durchdringenden Stutzen bestehen, von denen der zur Solepumpe führende Ansaugstutzen in

der Nähe der tiefsten Stelle des Behälters angeordnet ist

Auf diese Weise wird ein Gerät geschaffen, das als Kompakteinheit nicht nur die drei Funktionen der Leimabscheidung, der Expansion und Niveauanzeige erfüllt, sondern auch durch Fortfall des vorbekannten Aufwandes erheblich billiger und platzsparender zu installieren ist

Es sei an dieser Stelle erwähnt daß auch bereits die Anordnung für ein Leitungssystem eines Soterstrahlungssanimlers nach der DE-OS 25 50 018 bekannt ist Diese Anordnung ist praktisch identisch mit dem Prinzip eines Sicherheitsstandrohres für Niederdruckdampfheizungen. Darin ist ein Zuleitungsverteiler und ein Ableitungsverteiler dargestellt die mit einem nicht offenbarten, von Sonnenenergie beaufschlagten Rohrregäster verbunden sind. Der Zuleitungsverteiler weist an seiner nicht geschlossenen einen Stirnseite einen Stutzen auf, der mit einem Wassernetz verbunden ist Der Ableitungsyerteiler weist einen Aoleitungsstutzen auf, der beispielsweise an einen Schwimmbadkreislauf angeschlossen ist Beide Verteiler sind mit Steigrohren verüehen, die an ihrer höchsten Stelle mittels eines Überlaufrohres und eines Trichters in Tropfwasserverbindung stehen. Ansonsten weisen die beiden Steigrohre keine Zulauf- oder Ablaufstutzen auf oder sind sonstwie mit irgendeiner Pumpe verbunden. Auch eine Übertragung der Steigrohre auf den Anmeldungsgegenstand scheidet aus. Denn bei Anschluß eines der Steigrohre an eine Solepumpe gemäß dem Oberbegriff der Erfindung, würde das Steigrohr bei den hier offenbarten Größenverhältnissen schlagartig entleert werden. Aufgrund des dadurch entstehenden Unterdruckes gelangt dann auch Luft in den Verteiler, was jedoch erfindungsgemäß unter allen Umständen zu vermeiden ist Selbst bei Vornahme weiterer Maßnahmen, beispielsweise bei geneigter Anordnung des Verteilerrohres zu einer Horizontalen und bei Anbringung des Steigrohres an dessen höchster Stelle, gelangt man nicht zum Anmeldungsgegenstand, da eine Neigung des Verteilerrohres wiederum unterschiedliche statische Drücke in den einzelnen Rohrregistern bedingt, was gleichfalls unerwünscht ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird dadurch erzielt daß der Behälter von einem senkrecht stehend angeordneten Rohr aus einem Vinylpolymerisat mit kreisrundem Querschnitt gebildet ist. Ein derartiger Klarsichtbehälter gewährleistet einen korrosions- und rückstandsfreien Betrieb, ist infolge seines geringen Gewichtes leicht zu transportieren und gewährleistet eine von sämtlichen Seiten einschaubare Niveauanzeige.

An seinem unteren Ende ist der Behälter durch eine über seinen Umfang hinausragende Platte mit hochstehendem Rand verschlossen und an seinem oberen Ende durch eine tellerförmige Kappe mit zentraler Entlüftungsöffnung abgedeckt Die Platte weist mehrere Durchgangsöffnungen für eine Schraubbefestigung und einen Abflußstutzen für das am Behälteraußenmantel aus der Umgebungsluft auskondensierende Wasser auf. Durch diese Anordnung kann dieses Gerät mit der Solepumpe auf einen gemeinsamen Sockel aufgeschraubt und sodann der Abflußstutzen für das Kondensat mit dem Abfluß eines Abwassernetzes verbunden werden.

Vorteilhaft besteht der zur Solepumpe führende Ansaugstutzen aus einem den Behältermantel diametral durchdringenden, kreisrunden Rohr, dessen eines Ende mit der Saugseite der Solepumpe verbunden und dessen anderes Ende mit einem Anschlußzapfen und einem Absperrventil versehen ist wobei der im Behälter befindliche Rohrteil mehrere Ansaugöffnungen besitzt Hierbei dient der Anschlußzapfen zum Anschluß an ein Stadtwassernetz, sobald das Rohrnetz nach Einfüllen des Solesatzes mit Wasser aufgefüllt werden solL

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der oberhalb des Ansaugstutzen am Behälter-ίο mantel befindliche Zuflußstutzen im unteren Drittel des Behälters angebracht und besitzt vorzugsweise eine zum Behältermantel tangentiale Einlaufrichtung, wodurch eine besonders wirkungsvolle Entlüftung der in den Behälter zurückströmenden Flüssigkeit gewährleistet ist

Sämtliche mit dem Behälter verbundenen Teile, wie Ansaug- und Zuflußstutzen, wie Kappe und Platte mit Abflußstutzen, bestehen wie das Behälterrohr gleichfalls aus einem Vinylpolymerisat z. B. aus Polyvinylchlorid, und sind mit dem Behälter durch Kleben oder Schweißen verbunden, wodurch eine Korrosionsfreiheit auch dieser Teile gewährleistet ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt Darin zeigt Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Flüssigkeitskreislaufes mit dem hier in Rede stehenden Gerät,

F i g. 2 eine Einzelansicht des Gerätes von F i g. 1 in vergrößerter Darstellung,

F i g. 3 eine Draufsicht von F i g. 2, F i g. 4 eine Schnittansicht gemäß der Linie IV/IV von F i g. 2 und

F i g. 5 die Draufsicht von F i g. 3 mit einem um 90° zur Längsachse des Ansaugstutzens angeordneten Anschlußzapfen und Absperrventil. In F i g. 1 sind mit der Bezugsziffer 1 das neue Gerät, mit 2 die Solepumpe, mit 3 die Wärmepumpe und mit 4 das wärmeaufnehmende Rohrregister bezeichnet.

Dieses Rohrregister 4 ist beispielsweise im Erdreich unterhalb der Frostgrenze oder als Solarzelle auf dem Dach eines Hauses installiert und dient zur Übertragung von Wärme von der jeweiligen Umgebung auf das das Rohrregister durchströmende Medium, welches im vorliegenden Fall eine Sole sein soll. Diese erwärmte Sole gelangt über die Rohrleitung 5 in den Behälter 1 und wird von dort von der Solepumpe 2 abgesaugt Die Pumpe 2 drückt sodann die Sole über die Rohrleitung 6 in den nicht dargestellten Verdampfer der Wärmepumpe 3, wo sie eine bestimmbare Enthalpie an den Wärmepumpenkreislauf abgibt. Die auf diese Weise gekühlte Sole gelangt sodann über die Leitung 7 in das Rohrregister 4 zurück, in welchem sie erneut Wärme aufnimmt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Gerät

1, welches am anschaulichsten in den Fig.2 bis 4 dargestellt ist. Dieses Gerät besteht im wesentlichen aus einem einzigen, an seiner höchsten Stelle 8" offenen, ganz oder teilweise transparenten oder transluzenten Behälter 8, dem Zuflußstutzen 9, dem Abflußstutzen 10 und der tellerförmigen Kappe 11 mit zentraler Entlüftungsöffnung U'.

Im dargestellten Fall wird der Behälter 8 von einem senkrecht stehend angeordneten Rohr aus einem Vinylpolymerisat, bekannt unter der Bezeichnung »Plexiglas«, mit kreisrundem Querschnitt gebildet. Dieses Rohr 8 ist an seinem unteren Ende 8' durch eine über seinen Umfang hinausragende Platte 12 mit hochstehendem Rand 13 verschlossen. Die Platte 12 weist mehrere Durchgangsöffnungen 14 (s. F i g. 3 und 4)

für eine Schraubbefestigung und einen Abflußstutzen 15 für das am Außenmantel des Behälters 8 aus der Umgebungsluft kondensierende Wasser auf. Der Abflußstutzen 15 wird über eine nicht dargestellte Leitung mit einem Abwassernetz verbunden.

Der zur Solepumpe 2 führende Ansaugstutzen 10 wird von einem den Behältermantel diametral durchdringenden, kreisrunden Rohr gebildet, dessen eines Ende mit der Saugseite der Solepumpe 2 verbunden und dessen anderes Ende mit einem Anschlußzapfen 16 und einem Absperrventil 17 versehen ist. Der im Inneren des Behälters 8 befindliche Rohrteil des Ansaugstutzens 10 weist im dargestellten Fall sechs Ansaugöffnungen 18 auf, die von drei das Rohr des Ansaugstutzens 10 senkrecht zu seiner Längsachse diametral durchdringenden Bohrungen 18' gebildet werden.

In Fig.5 sind der Anschlußzapfen 16 und das Absperrventil 17 senkrecht zur Längsachse 10' des Ansaugstutzens 10 angeordnet. Außerdem besitzt in dieser Darstellung der Zuflußstutzen 9 eine zum Mantel des Behälters 8 tangentiale Einlaufrichtung, wodurch eine raschere Beruhigung des einströmenden Mediums eintritt und somit eine wirksamere Entlüftung gewährleistet ist.

Wie insbesondere aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, ist

der Ansaugstutzen 10 an der tiefsten Stelle des Behälters 8, das ist im vorliegenden Fall das Ende 8', angeordnet, während der Zuflußstutzen 9 im unteren Drittel des Behälters 8 angebracht ist.

In der tatsächlichen Ausführung besteht der Behälter 8 aus einem im Handel erhältlichen, transparenten, kreisrunden Rohr mit einem lichten Durchmesser von ca. 150 mm und einer Länge von ca. 1000 mm. Sämtliche mit dem Behälter 8 verbundenen Teile, wie Ansaugstutzen 10, Zuflußstutzen 9, Kappe 11 und Platte 12 mit Abflußstutzen 15 sowie der Anschlußzapfen 16, bestehen gleichfalls aus Kunststoff, z. B. Vinylpolymerisat, und sind mit dem Behälter 8 durch Kleben oder Schweißen wasserdicht verbunden.

Es versteht sich, daß der Behälter 8 jede X-beüebige Querschnittsform aufweisen kann, wenn stets nur eine billige Fertigung sichergestellt ist. Auch kann der Behälter 8, wenn es einmal der Platzbedarf erfordert, liegend angeordnet werden, wenngleich dies gegenüber der dargestellten, senkrecht stehenden Ausführungsform mit strömungstechnischen Nachteilen verbunden ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Gerät, mit einem gegen die Atmosphäre offenen Ausdehnungsgefäß zur Füllung und Expansion, mit einer transparenten Niveauanzeige und mit einer Luftabscheidevorrichtung zur Entlüftung, für einen offenen Flüssigkeitskreislaui, dessen Medium von einer Solepumpe zum Verdampfer einer Wärmepumpe und von dort in ein wärmeaufnehmendes Rohrregister zu fördern ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsgefäß, die Luftabscheidevorrichtung und die Niveauanzeige aus einem einzigen, an seiner höchsten Stelle (8") offenen, ganz oder teilweise transparenten oder transluzenten Behälter (8) mit zwei den Behältermantel durchdringenden Stutzen (9, \0) bestehen, von denen der zur Solepumpe (2) führende Ansaugstutzen (10) in der Nähe der tiefsten Stelle (8') des Behälters (8) angeordnet ist

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (8) von einem senkrecht stehend angeordneten Rohr aus einem Vinylpolymerisat mit kreisrundem Querschnitt gebildet ist

3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (8) an seinem unteren Ende (8') durch eine über seinen Umfang hinausragende Platte (12) mit hochstehendem Rand (13) verschlossen und an seinem oberen Ende (8") durch eine tellerförmige Kappe (11) mit zentraler Entlüftungsöffnung (H') abgedeckt ist

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (12) mehrere Durchgangsöffnungen (14) für eine Schraubbefestigung und einen Abflußstutzen (IS) für das am Behälteraußenmantel aus der Umgebungsluft kondensierende Wasser aufweist.

5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Solepumpe (2) führende Ansaugstutzen (10) aus einem den Behältermantel diametral durchdringenden, kreisrunden Rohr besteht, dessen eines Ende mit der Saugseite der Solepumpe (2) verbunden und dessen anderes Ende mit einem Anschlußzapfen (16) und einem Absperrventil (17) versehen ist, wobei der im Behälter (8) befindliche Rohrteil mehrere Ansaugöffnungen (18) besitzt.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnungen (18) von mehreren, das Rohr des Ansaugstutzens (10) senkrecht zu seiner Längsachse (10') diametral durchdringenden Bohrungen (18') gebildet sind.

7. Gerät nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußzapfen (16) und das Absperrventil (17) senkrecht zur Längsachse (10') des Ansaugstutzens (10) angeordnet sind.

8. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oberhalb des Ansaugstutzens (10) am Behältermantel befindliche Zuflußstutzen (9) im unteren Drittel des Behälters (8) angebracht ist.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuflußstutzen (9) eine zum Behältermantel tangentiale Einlaufrichtung besitzt.

10. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche mit dem Behälter (8) verbundenen Teile, wie Ansaug- und Zuflußstutzen (10, 9), Kappe (11) und Platte (12) mit Abflußstutzen (15), gleichfalls aus einem Vinylpolymerisat, z. B. aus Polyvinylchlorid, bestehen und mit dem Behälter (8) durch Kleben oder Schweißen verbunden sind.