DE3807442A1 - Waermeuebergabestation - Google Patents
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Description
Bekannt sind Pumpen-Wärmeträger-Einheiten zur Systemtrennung
zwischen einem Zentralheizkessel-Kreislauf und einer Groß
flächenheizung, z.B. Fußbodenheizung oder Wandstrahler. Diese
Einheiten erfordern ein Ausdehnungsgefäß, welches oberhalb der
Einheit installiert ist und mit der Außenluft in Berührung ist.
Derartige Installationen lassen sich in der Regel nicht in Wohn
räumen unterbringen. Ein weiterer Nachteil ist darin begründet,
daß die Großflächenheizung keine Eisenteile enthalten darf, da
diese durch den sich laufend im Wasser lösenden Luftsauerstoff
rosten. Dies schließt die häufig erwünschte Reihenschaltung eines
Flachheizstrahlers unter dem Fenster mit einer Fußbodenheizung aus.
Zudem benötigen Großflächenheizelemente aufgrund der in ihnen vor
herrschenden geringen Strömungsgeschwindigkeit häufig spezielle
Maßnahmen zur Entlüftung, da im System anfallende Luft oder Aus
gasungen nicht mit dem Fördermedium weggespült werden.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile:
Gemäß der Erfindung werden die drei Komponenten, Umwälzpumpe,
Wärmeübertrager und Ausdehnungsgefäß, zu einer Einheit zusammen
gefaßt. Die Umwälzpumpe bildet eine Einheit mit dem Ausdehnungs
gefäß und dieses wiederum nimmt den Wärmeübertrager auf. Dabei ist
der Luftraum des Ausdehnungsgefäßes über ein durch Druckunterschied
betätigtes beidseitig durchlässiges Ventil mit der Außenluft ver
bunden, so daß nur dann Luft austritt, wenn der Wasserspiegel
steigt, und eintritt, wenn er fällt. Dadurch gelangen jeweils nur
wenige Kubikzentimeter in das Innere des Ausdehnungsgefäßes. Eine
weitere Maßnahme zur Reduzierung der Sauerstoffaufnahme auf einen
nicht mehr schädlichen Wert besteht darin, daß das Ausdehnungs
gefäß thermisch mit dem Wärmeübertrager kommuniziert. Dadurch
nimmt der Wasservorrat des Ausdehnungsgefäßes die Temperatur des
Kreislaufes an. Hierdurch verringert sich die Aufnahmefähigkeit
des Wassers für Sauerstoff, da diese mit zunehmender Temperatur
abnimmt. Desweiteren sind Einrichtungen vorgesehen, durch die die
Entlüftung von Großflächen-Heizanlagen beim erstmaligen Befüllen
sichergestellt wird.
Zur besseren Entlüftung während des Betriebes ist die Austritts
stelle des von der Großflächenheizung in den Behälter zurück
strömenden Wassers soweit wie möglich von dem Ansaugbereich der
Umwälzpumpe entfernt angeordnet, so daß aus dieser Austrittsstelle
mit austretende Luft sich in dem Gefäß, in welchem eine relativ
geringe Strömungsgeschwindigkeit vorherrscht, separieren kann und
dann luft- bzw. gasfreies Wasser von der Pumpe angesaugt wird.
Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden:
Fig. 1 zeigt eine Wärmeübergabestation mit Rückschlagventil
Fig. 2 zeigt eine Ausbildung, die zusätzlich eine Widerstands
heizung enthält.
Fig. 3 zeigt eine Einheit mit zwei getrennten Kreisläufen.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung mit Rohrbündel
Fig. 5 zeigt das Überdruckventil
In Fig. 1 ist am Boden 1 des Ausdehnungsbehälters 2 die Zirku
lationspumpe 3 für den Sekundärkreislauf montiert. Diese saugt
erwärmtes Wasser aus dem Mantel 4, in dem sich ein Rohrwendel 5
befindet, welches vom Wärmeträger des Heizkessels im Gegenstrom
zum Sekundärkreislauf durchströmt wird. Im Deckel befindet sich
ein Gummiventilkörper 6, der nur dann Luft durchtreten läßt, wenn
ein Druckunterschied zwischen dem Luftraum 7 und der Außenluft
besteht. Der Druckseite 8 der Pumpe 3 ist ein Rückschlagventil 9
nachgeschaltet, welches sich zwischen der Druckseite 8 und den
Absperrventilen 10 a und 10 b, die mit der Vorlaufleitung der Groß
flächenheizung verbunden sind, befindet. Ein weiteres Absperr
ventil 11 dient lediglich der Befüllung der Anlage. Die Rücklauf
leitungen sind über Dosierventile 12 a, 12 b mit dem Inneren des
Ausdehnungsgefäßes verbunden. Diese Dosierventile erlauben
Parallelschaltung mit einstellbaren Mengenverhältnissen. Das Rück
schlagventil 9 schließt nur während des Füllvorganges, damit der
gesamte Wasserstrom in die Großflächenheizung strömt und schließlich
auch das Ausdehnungsgefäß 2 gefüllt wird. Danach wird das Absperr
ventil 11 geschlossen. Mit Inbetriebnahme der Pumpe 3 öffnet sich
das Rückschlagventil 9 und die Großflächenheizung wird durchströmt.
Durch die Anordnung der Rücklaufventile in bezug auf den Eintritts
querschnitt 4 a des Mantelrohres 4 wird eine Separation der aus den
Dosierventilen 12 a und 12 b zurückströmenden Ausgasung aus dem Wasser
oder von Luftresten durch die in dem Ausdehnungsgefäß niedrige
Strömungsgeschwindigkeit erreicht. Das Gas bzw. die Luft steigt
zur Oberfläche während luft- bzw. gasfreies Wasser über den Quer
schnitt 4 a angesaugt wird. Damit wird eine für Großflächenheizungen
wichtige Entlüftungsmöglichkeit geschaffen.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung, die einen extrem geringen
Einbauquerschnitt erfordert. Die Pumpe 23 ist an der Seitenwand
des Ausdehnungsgefäßes 22 angeordnet, alle Anschlüsse sind auf die
gegenüberliegende Seitenwand 24 verlegt. Ein Heizstab 29 dient
während der Übergangszeit der Raumerwärmung.
Fig. 3 zeigt eine modifizierte Anordnung mit zwei unabhängig
voneinander einschaltbaren Pumpen 33 a und 33 b. Dadurch lassen sich
zwei Raumbereiche unabhängig voneinander beheizen.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Wärmeübertrager
als Rohrbündel 40 ausgebildet ist. Der Sammelraum 40 a ist mit dem
Vorlauf des Heizkesselkreises verbunden, der Sammelraum 40 b mit
dem Rücklauf. Im Gegenstrom tritt der Rücklauf des Sekundärkreis
laufes für die Großflächenheizung durch den Stutzen 41 ein,
umströmt dann die Rohre des Rohrbündels 40 und tritt danach über
die Ansaugöffnung 44 der Pumpe 43 in die Pumpe. Auf den Druck
stutzen 45 folgt ein Rückschlagventil 49, von dort aus gelangt das
zirkulierende Wasser des Sekundärkreislaufes über den Stutzen 48
in den Vorlauf der Großflächenheizung. Die Befüllung erfolgt über
den Stutzen 46, der Luftaustritt erfolgt über den Gummiventil
körper 54 im Deckelbereich des Ausdehnungsgefäßes 42.
Fig. 5 zeigt den Gummiventilkörper in Ansicht und Schnitt. Die
Rille 50 im Wulst 51 wird in eine Bohrung eingesetzt. Der Membran
bereich 52 ist mit einer scharfen Lanze längs der Schnittlinie 53
geschlitzt. Die Rückstellkräfte der beiden so entstandenen halb
kreisförmigen Bereiche werden erst dann überwunden, wenn der
Differenzdruck zwischen Sekundärkreis und Außenluft einen vorge
gebenen Wert überschreitet. Betriebsmäßig ist deshalb die Verbindung
zwischen dem Inneren des Ausdehnungsbehälters und der Außenluft
unterbrochen.
Claims (7)
1. Wärmeübergabestation für Großflächen-Heizinstallationen mit
Zirkulationspumpe, Wärmeübertrager und Ausdehnungsbehälter,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zirkulationspumpe (3, 23, 33, 43)
mit dem Ausdehnungsbehälter (2, 42) eine Einheit bildet, daß der
Luftraum (7, 47) des Ausdehnungsbehälters über ein differenz
druckbetätigtes Ventil (6, 46) mit der Außenluft kommuniziert und
daß der Wärmeübertrager (5, 40) mit dem Wasserinhalt des Aus
dehnungsbehälters (2, 42) thermisch kommuniziert.
2. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wärmeübertrager (6) innerhalb des Ausdehnungsgefäßes (2)
angeordnet ist.
3. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wärmeübertrager (40) zylindrisch ausgebildet ist, und daß der
Ausdehnungsbehälter (42) oberhalb des Wärmeübertragers (40) und
die Pumpe (43) unterhalb des Ausdehnungsbehälters angeordnet ist.
4. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Pumpe (3, 43) und dem Vorlauf der Großflächenheizung
ein Rückschlagventil (9, 49) und ein Befüllstutzen (11, 46) angeordnet
ist.
5 . Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dosierventile (12 a, 12 b) in bezug auf den Eintrittsquerschnitt
(4 a) so angeordnet sind, daß aus den Ventilen (12 a, 12 b) tretendes
Gas den Eintrittsquerschnitt (4 a) nicht erreicht.
6. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Luftraum (7, 47) des Ausdehnungsgefäßes (2, 42) ein
durch Druckdifferenz sich öffnendes, nach beiden Richtungen durch
lassendes Ventil (6, 46) angeordnet ist.
7. Wärmeübergabestation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ventil aus einer gespaltenen Membran (52), die von einem Wulst
(51) umgeben ist, besteht.
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