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