DE4425497A1 - Fördervorrichtung für einen Wärme- oder Kältekreislauf - Google Patents
Fördervorrichtung für einen Wärme- oder KältekreislaufInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einer Fördervorrichtung für
einen Kreislauf oder mehrere Kreisläufe einer Wärme- oder
Kälteversorgungsanlage mit Komponenten zur Förderung eines
Kreislaufmediums.
In privaten Haushalten sind häufig mehrere Leitungsnetze
bzw. Kreisläufe, z. B. ein Warmwasser-Heizkreislauf, ein
Brauchwasserkreislauf, ggf. auch ein Fußboden-Heizkreislauf
oder ein Solarheizkreislauf, an eine einzige Heizungs- bzw.
Feuerungsanlage angeschlossen, die ein Kreislaufmedium für
diese Kreisläufe aufbereitet. Als Kreislaufmedium dient
vorwiegend Wasser - und zwar sowohl als Wärmeträger, als
auch als Kälteträger. Für die industrielle Anwendung der
artiger Wärme- oder Kälteversorgungsanlagen für einen oder
mehrere Kreisläufe kommen als Kreislaufmedium neben Wasser
auch noch Niederdruck- bzw. Hochdruckdampf, sowie organi
sche Flüssigkeiten in Betracht.
Jeder Kreislauf, der an eine solche Wärme- oder Kältever
sorgungsanlage angeschlossen ist, enthält meistens hydrau
lische Komponenten zur Förderung, Mischung und/oder Ver
teilung des Kreislaufmediums, z. B. Pumpen, Verteiler, Mi
scher, - ggf. auch Komponenten zu dessen Regelung und Über
wachung, wie Ventile, Thermometer, Manometer, etc. Diese
sind in der Regel in Vor- oder Rücklauf der Rohrleitungen
des jeweiligen Kreislaufes eingebaut.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 92 03 601.5 ist z. B.
eine Steuervorrichtung für einen Kreislauf einer Wärme- oder
Kälteversorgungsanlage mit Komponenten zur Förderung,
Mischung und/oder Verteilung bekannt.
Sämtliche hydraulischen Komponenten dieser Steuereinrich
tung - einschließlich etwaiger Anschlüsse an die Rohrlei
tungen des Kreislaufes - bilden eine integrale Einheit, die
jeweils paarweise den Vor- und den Rücklauf eines zu ver
sorgenden Kreislaufes enthält und die von einer gemeinsamen
wärmedämmenden Isolierung umgeben ist. Zwei Rohrstränge für
Vor- und Rücklauf sind derart parallel zueinander und dicht
nebeneinander angeordnet, daß sie mit den in den Rohrsträn
gen befindlichen hydraulischen Komponenten samt der gemein
samen Isolierung eine kompakte Montageeinheit ausbilden.
Eine solche Montageeinheit dient der Versorgung eines ein
zigen Kreislaufes - sie kann aber auch mit weiteren gleich
artigen Einheiten kombiniert werden, um mehrere Kreisläufe
einer Wärme- oder Kälteversorgungsanlage zu versorgen.
Die Montageeinheit der bekannten Fördervorrichtung ist in
ihrer Gesamtheit an die Parameter eines bestimmten Kreis
laufes - hinsichtlich Förderleistung, Heizleistung, Art der
Regelung etc. individuell angepaßt. Je nach Art des Kreis
laufes werden daher vom Hersteller eine Vielzahl derartiger
Montageeinheiten, die jeweils immer Vor- und Rücklauf eines
Kreislaufes umfassen, angeboten. Ändern sich die Betriebs
parameter eines Kreislaufes - meist eine erhöhte Fördermen
ge bzw. Förderleistung - und damit die Anforderungen an die
hydraulischen Komponenten zur Förderung des Kreislaufmedi
ums, ist es erforderlich, die gesamte Montageeinheit durch
eine neue, den neuen Betriebsparametern angepaßte Monta
geeinheit zu ersetzen.
Dies wird als besonders unbefriedigend empfunden, da die
für die Förderleistung verantwortlichen hydraulischen Kom
ponenten entweder im Vorlaufstrang oder im Rücklaufstrang
eines Kreislaufes angeordnet sind - im obigen Fall jedoch
immer Vorlauf- und Rücklaufstrang zusammen ersetzt werden
müssen.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Fördervorrichtung für
einen Kreislauf einer Wärme- oder Kälteversorgungsanlage zu
schaffen, welche diesen Aufwand verringert.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des
Anspruches 1, also durch eine Fördervorrichtung für einen
oder mehrere Kreislauf bzw. Kreisläufe einer Wärme- oder
Kälteversorgungsanlage mit Komponenten zur Förderung eines
Kreislaufmediums, wobei die Komponenten zur Förderung an
wenigstens zwei Vor- oder Rückläufen jeweils eines Kreis
laufes zu einer Baugruppe zusammengefaßt und von einem
gemeinsamen Isolationsmantel bzw. Isolationsgehäuse umgeben
sind. Dabei sind die Komponenten zur Förderung des Kreis
laufmediums an parallel zueinander verlaufenden Rohrsträn
gen für Vor- oder Rücklauf mehrerer Kreisläufe angeordnet.
Die Anzahl der Komponenten zur Förderung des Kreislaufmedi
ums entspricht der Anzahl der zu versorgenden Kreisläufe.
Im Ergebnis wird hierdurch einerseits eine Vorrichtung zur
Versorgung mehrerer Kreisläufe einer Wärme- oder Kältever
sorgungsanlage geschaffen, welche in den meisten prakti
schen Fällen eine kompakte, isolierte Baugruppe zur Förde
rung des Kreislaufmediums in den Vorläufen mehrerer Kreis
läufe umfaßt. In Ausnahmefällen ist die erfindungsgemäße
Fördervorrichtung-Baugruppe auch im Rücklauf mehrerer
Kreisläufe einsetzbar - nämlich zum Betreiben von Heizkes
seln mit besonders großem Strömungswiderstand.
Andererseits ist die erfindungsgemäße Fördervorrichtung-
Baugruppe vorteilhaft auch für einen einzigen Kreislauf
einer Wärme- oder Kälteversorgungsanlage einsetzbar - bei
spielsweise dann, wenn in dessen Vor- oder Rücklauf die
Förderleistung besonders hoch sein soll und diese durch
eine einzige Komponente zur Förderung des Kreislaufmediums
nicht mehr erbracht werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die
kompakte Fördervorrichtung-Baugruppe für die häufigsten
Fälle ein erforderlicher Förderleistung und Fördermenge
vormontiert und somit wie ein "Katalogartikel" handhabbar
ist. Dies erleichtert die Montage/Demontage, Entsorgung und
Wiederverwendung einzelner Baugruppen und verbessert im
übrigen das Handling bei Transport und Lagerung. Diejenige
Fördervorrichtung-Baugruppe, welche für eine bestimmte
Hydrauliklösung eines oder mehrerer Kreisläufe erforderlich
ist, wird als separate kompakte Einheit gelagert und zur
Endmontage an die Einbaustelle transportiert, wo sie dann
mühelos in den/die Kreislauf/Kreisläufe eingebaut werden
kann/können. Ferner sind alle Komponenten der erfindungs
gemäßen Fördervorrichtung einzeln zugänglich und können
ggf. bei Ausfall einzeln ausgetauscht werden. Hierdurch
wird insgesamt eine hohe Servicefreundlichkeit erzielt.
Von besonderem Vorteil erweist sich die erfindungsgemäße
Fördervorrichtung-Baugruppe dann, wenn die erforderliche
Fördermenge der Heizkreise zunimmt und die Förderleistung
der gegebenen Komponenten zur Förderung des Heizkreismedi
ums nicht mehr ausreicht. Dann kann nämlich die vorliegende
Fördervorrichtung - meist im Vorlauf der einzelnen Heiz
kreise - durch eine neue, der erhöhten Förderleistung
angepaßte Fördervorrichtung ersetzt werden. Die Rücklauf
leitung des Heizkreises bleibt dagegen unverändert. Gegen
über dem einleitend genannten Stand der Technik, der in
einem solchen Fall immer Vor- und Rücklaufleitung samt der
darin befindlichen hydraulischen Komponenten ersetzen muß,
wird durch die Erfindung der Material- und Herstellungsauf
wand erheblich reduziert.
Bei der bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Förder
vorrichtung-Baugruppe sind als Komponenten zur Förderung
des Kreislaufmediums mehrstufige Umwälzpumpen vorgesehen
(Anspruch 2). Diese sind in mehreren parallel zueinander
verlaufenden Rohrsträngen für Vor- oder Rücklauf mehrerer
Kreisläufe eingebaut und - je nach Art des zu versorgenden
Kreislaufes, ob Heizkreislauf, Brauchwasserkreislauf, etc.
- für unterschiedliche Pumpleistungen ausgelegt. Vorzugs
weise sind die Umwälzpumpen elektronisch geregelt und dreh
zahlgesteuert, so daß sie automatisch Druck- und Fördermen
ge an den tatsächlichen Bedarf anpassen. Dies gewährleistet
einen nahezu geräuschlosen Betrieb und reduziert darüber
hinaus den Energieverbrauch auf ein Minimum.
Bei einer weiteren Variante umfaßt die erfindungsgemäße
Fördervorrichtung-Baugruppe auch eine Komponente zur Ver
teilung des Kreislaufmediums, insbesondere einen Verteil
erbalken, der ebenfalls von dem gemeinsamen Isolationsman
tel umgeben ist. Für eine Steigerung der Sicherheit ist die
Komponente zur Verteilung des Kreislaufmediums bevorzugt
mit Vorrichtungen zur Überwachung und/oder Regelung des
Kreislaufmediums, insbesondere einem Sicherheitsventil,
einem Manometer und/oder einem Entlüfter, ausgestattet
(Ansprüche 3 und 4).
Dieser Verteiler schließt den Vor- oder Rücklauf der Wärme- oder
Kälteversorgungsanlage (Kesselkreislauf) an die För
dervorrichtung-Baugruppe an und spaltet Kesselvorlauf oder
Kesselrücklauf in mehrere Versorgungsvor- oder Versorgungs
rückläufe auf. Der Verteiler enthält daher einen Anschluß
für den Kesselvorlauf oder -rücklauf sowie mehrere Vor- oder
Rücklaufanschlüsse für die einzelnen Versorgungskreisläufe.
Auf dem Verteiler sind die Rohrstränge mit den Komponenten
zur Förderung des Kreislaufmediums nebeneinander angeord
net.
Bei einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Bauka
stens sind die Komponenten zur Förderung und Verteilung des
Kreislaufmediums der Baugruppe über flachdichtende An
schlüsse, insbesondere Schraubanschlüsse, lösbar mitein
ander verbunden (Anspruch 5). Dies erleichtert vor allem
die Montage/Demontage der einzelner Komponenten. Sollte eine
der Komponenten reparaturbedürftig sein, so kann sie beson
ders einfach durch Lösen der flachdichtenden Schraubver
bindungen aus der montierten Fördervorrichtung entfernt und
ggf. durch eine Neue ersetzt werden. Zusammen mit bewährten
standardisierten Steckverbindungen zum elektrischen An
schluß der Komponenten wird hierdurch im Ergebnis ein ein
faches Schnellmontagesystem zur Verfügung gestellt.
Für eine weitere Steigerung der Servicefreundlichkeit sind
die Komponenten zur Förderung und Verteilung des Kreislauf
mediums, z. B. die obigen Umwälzpumpen, an ihren hydrauli
schen Anschlüssen zu benachbarten Komponenten bevorzugt mit
Absperrvorrichtungen, insbesondere flachdichtenden Kugel
hähnen bzw. -ventilen ausgestattet (Anspruch 6). Besonders
Servicearbeiten gestalten sich durch separate Absperrung
aller Hydraulikkomponenten mit Hilfe der vorgeschlagenen
Kugelhähne mühelos: eine Reparatur oder ein Austausch einer
bestimmten Komponente der Baugruppe wird dadurch erleich
tert, daß z. B. die Kugelhähne an den Rohrleitungsabschnit
ten der unmittelbar angrenzenden Komponenten abgesperrt
werden, wodurch der entsprechende Vor- oder Rücklauf ins
gesamt - sowohl kesselseitig, als auch versorgungsseitig -
blockiert ist. Vor allem bei den Pumpen ist es vorteilhaft,
im Rohrleitungsabschnitt vor und nach der Umwälzpumpe einen
solchen Kugelhahn anzuordnen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die
Absperrvorrichtungen mit Vorrichtungen zur Überwachung und
Regelung des Kreislaufmediums, insbesondere einem Thermome
ter, einem Manometer und/oder einem Rückflußverhinderer,
ausgestattet (Anspruch 7). Auf diese Weise ist die Absperr
vorrichtung des jeweiligen Vor- oder Rücklaufes zusammen mit
einer Vorrichtung zur Überwachung und Regelung des Kreis
laufmediums zu einem einzigen kompakten Bauteil zusammen
gefaßt, was die Handhabung der hier vorgeschlagenen Förder
vorrichtung weiter verbessert.
Besonders vorteilhaft ist die Fördervorrichtung-Baugruppe
in dem Isolationsmantel eingebettet und somit gegen Wärme
verluste durch Konvektion und Strahlung geschützt. Der
Isolationsmantel umgibt diese Baugruppe nahezu vollständig
- bis auf Öffnungen für den Durchtritt von Rohrleitungen
und ggf. Öffnungen für den Durchtritt von Leitungen, die zu
Vorrichtungen zur Überwachung und/oder Regelung des Kreis
laufmediums außerhalb des Isolationsmantels führen. Vor
zugsweise weist der Isolationsmantel der Fördervorrichtung
Baugruppe Steckverbindungen für die Aufnahme von Rohrlei
tungsisolierungen der Vor- oder Rückläufe des jeweiligen
Kreislaufes auf (Anspruch 8). Dabei verlaufen Falze oder
Stege auf den den Rohrleitungen zugewandten Kontaktflächen
des Isolationsmantels um Öffnungen herum, die für den
Durchtritt der Rohrleitungsstränge im Isolationsmantel vor
gesehen sind.
Bevorzugt ist der Isolationsmantel zweiteilig ausgebildet,
insbesondere in zwei über eine Steck- und/oder
Schnappverbindung koppelbare Hälften - nämlich Boden- und
Deckelabschnitt - unterteilt (Anspruch 9). Auf diese Weise
kann der Isolationsmantel der Baugruppe gleichzeitig als
Verpackungsmaterial verwendet werden. Auch die Montage der
Baugruppe wird hierdurch erleichtert, da zunächst der Bo
denabschnitt einschließlich der eingebetteten Komponenten
zur Förderung und Verteilung des Kreislaufmediums an die
Wand montiert und anschließend der Deckelabschnitt einfach
auf den Bodenabschnitt aufgesteckt wird.
Vorzugsweise ist der Isolationsmantel aus Polypropylen (PP)
oder aus Polystyrol (PS), insbesondere aus expandiertem
Polystyrol (EPS) gefertigt (Anspruch 10). Mit Polypropylen
wird eine hochwertige Isolierung realisiert, die abrißfest,
staubfrei, feuchtigkeitsresistent und bis etwa 120°C tempe
raturbeständig ist. Die Isolierung ist außerdem recyclefä
hig und dabei bis zu 100% grundwasserneutral. Derartige
Isolationsmäntel werden zerkleinert und einer erneuten
emissionsfreien Produktion neuer Isolationsschalen zuge
führt.
Das Alternativmaterial PS zeichnet sich durch sein geringes
Gewicht, sein minimales Volumen bei maximaler Druck- und
Biegefestigkeit und vor allem durch seine guten Wärmedämm
eigenschaften aus. Auch PS kann besonders einfach durch
mechanische Zerkleinerung einem erneuten Produktionsvorgang
zugeführt werden.
Bei einer bevorzugten Variante ist auf der äußeren Mantel
fläche des Isolationsmantels eine zusätzliche Isolations
schale aufgeschoben, welche den Isolationsmantel wenigstens
teilweise umhüllt. In diesem Fall ist der Isolationsmantel
bevorzugt aus geschäumtem Polypropylen und die da zugehörige
aufgeschobene Isolationsschale aus tiefgezogenem Propylen
gefertigt (Ansprüche 11 und 12). Eine solche dünnwandige
Isolationsschale besitzt eine glatte Oberfläche und kann
daher - im Gegensatz zum Isolationsmantel mit grobporiger
Oberfläche - leicht gereinigt oder beschriftet werden. Im
übrigen ist für geschäumtes Polypropylen nach der Recy
cling-Verordnung eine schwarze Farbe vorgeschrieben, so daß
erst mit der separaten Isolationsschale eine beliebige
Farbe - insbesondere für die Vorderseite des Deckelab
schnittes des Isolationsmantels - ausgewählt werden kann.
Dies kommt nicht nur einer ansprechenden Optik des Produk
tes zugute, sondern ist auch für dessen Kennzeichnung,
insbesondere mit technischen Daten der jeweiligen Heizkrei
se vorteilhaft.
Eine Schnappverbindung zwischen der Isolationsschale und
dem Isolationsmantel sorgt für eine leichte und schnelle
Montage. Hierfür weist die Isolationsschale eine an ihren
inneren Seitenflächen umlaufende Feder auf, der eine an den
äußeren Seitenflächen des Isolationsmantels umlaufende Nut
zugeordnet ist (Anspruch 13). Beim Aufschieben der Isola
tionsschale auf den entsprechenden Isolationsmantel
schnappt dieser Steg in die zugehörige Nut ein. Bei der
Montage wird die erfindungsgemäße Baugruppe samt Isola
tionsmantel montiert, wobei der Isolationsmantel als opti
schen Abschluß die vormontierte Isolationsschale mit einer
entsprechenden Beschriftung und Kennzeichnung des zugehöri
gen Kreislaufes enthält.
Beide Bestandteile der Isolierung - Isolationsmantel und
Isolationsschale - sind nach alledem vorteilhaft ohne
stoffliche Trennung zu 100% grundwasserneutral recyclingfä
hig, da sie per Hand voneinander trennbar und keine weite
ren Verbundstoffe vorgesehen sind.
Für den besonderen Fall, daß Anzeigegeräte, z. B. Druck- oder
Temperaturanzeige und/oder Sperrvorrichtungen, z. B.
Ventile, nicht nur zur Wartung oder bei Störfällen für den
Benutzer sichtbar oder zugänglich sein sollen, sind im
Isolationsmantel und der Isolationsschale vorzugsweise
vorgestanzte und/oder perforierte Ausbrüche vorgesehen
(Anspruch 14). Auf diese Weise sind Überwachungsvorgänge
der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung jederzeit von außen
durchführbar, d. h. ohne Demontage der Isolationsverklei
dung.
Bei einer weiteren bevorzugten Variante der erfindungsgemä
ßen Fördervorrichtung weist der Isolationsmantel ein Lei
tungssystem zur Luftkühlung wenigstens einer Komponente zur
Förderung- des Kreislaufmediums auf (Anspruch 15).
Über dieses Leitungssystem werden einerseits Aggregate der
Baugruppe, z. B. die Umwälzpumpen, die im Betrieb zu über
hitzen drohen, gezielt gekühlt; anderseits sind die Wärme
verluste an den anderen - nicht zu kühlenden - Komponenten
der Baugruppe aufgrund ihrer Einbettung im Isolationsman
tel besonders gering. Das Leitungssystem tritt über wenig
stens einen Lufteinlaß in das Innere des Isolationsmantels
ein vorzweigt sich und führt um eine oder mehrere zu küh
lende Komponenten herum, und tritt schließlich durch einen
Luftauslaß wieder aus. Durch Konvektion strömt kühle Luft
von außen durch den Lufteinlaß zu einer zu kühlenden Kom
ponenten und strömt dann erwärmt durch den Luftauslaß aus
dem Isolationsmantel heraus.
Über die Dimension des Leitungssystems kann die erforder
liche Kühlleistung eingestellt werden. Somit versorgt das
Leitungssystem gezielt die unterschiedlichen zu kühlenden
Aggregate mit der jeweils erforderlichen Menge an kühler
Luft. Das Leitungssystem verläuft im Inneren des Isola
tionsmantels derart, daß die Schichtdicke des Isoliermate
rials an den zu isolierenden Komponenten weiterhin mög
lichst groß ist, damit keine unnötigen Wärmeverluste auf
treten. Die Führung des Leitungssystems wird vor allem
durch die fast freie Wahl der Lage, Anzahl und Dimension
der Lufteinlässe bzw. -auslässe erleichtert. Mit dieser
Freiheit kann auch Rücksicht auf eine individuelle Gestal
tung des Isolationsmantels genommen werden. Alle diese
Variationsmöglichkeiten stellen sicher, daß keine Hitze
staus oder Luftzirkulationsmängel in dem Leitungssystem
auftreten. Es bilden sich somit an dem Aggregat keine ste
henden Luftschichten aus, welche als Isolationsschicht den
Wärmeübertrag verschlechtern.
Bevorzugt verläuft das Leitungssystem im wesentlichen par
allel zu und zwischen den Vor- oder Rücklaufsträngen der
Baugruppe. Aus praktischen Gründen bietet es sich an, das
Leitungssystem parallel zu den Rohrleitungen des Kreislau
fes auszubilden, da diese häufig in vertikaler Richtung
montiert sind. Durch die vertikale Ausrichtung des Lei
tungssystems findet in diesem somit eine ausreichende Luft
strömung durch Konvektion statt, da die Luft ungehindert
aufsteigen kann.
Vorzugsweise ist der Luftkühlungsauslaß des Leitungssystems
in der Isolationsschale über der(n) zu kühlenden Komponen
te(n) vorgesehen. Dabei ist die Größe des Luftkühlungsaus
lasses bevorzugt der erforderlichen Luftzirkulation im Lei
tungssystem angepaßt (Ansprüche 16 und 17).
Beispielsweise ist der Luftauslaß als Spalt an der Vorder
seite des Isolationsmantels oberhalb der zu kühlenden Um
wälzpumpe angeordnet und die Größe des Spaltes der erfor
derlichen Luftzirkulation angepaßt. Mit diesen Maßnahmen
kann die Luftzirkulation exakt auf die jeweiligen Erforder
nisse eingestellt werden. Es wird auch verhindert, daß
zuviel Wärme aus der gesamten Vorrichtung abgeführt wird.
Zuviel abgeführte Wärme kühlt nämlich das zu kühlende Ag
gregat so stark, daß ein zu großer Temperaturgradient zwi
schen dem Aggregat und den mit ihm verbundenen benachbarten
Komponenten entsteht. Dort tritt dann eine Wärmeleitung
auf, über die auch das Kreislaufmedium Wärme verliert. Das
Anordnen des Spaltes oberhalb der zu kühlenden Komponente
begünstigt dabei die Konvektionsbedingungen.
Vorzugsweise ist der Lufteinlaß im Isolationsmantel zwi
schen dem Boden- und dem Deckelabschnitt, und zwar zwischen
den Vor- oder Rücklaufsträngen der Baugruppe angeordnet.
Bei einer bevorzugten Variante umfaßt das Leitungssystem:
einen Lufteinlaß am Stirnende des Isolationsmantels der
Baugruppe; einen ersten geraden - vorzugsweise zwischen den
zusammengefaßten Vor- oder Rücklaufsträngen der Baugruppe
verlaufenden - Leitungsabschnitt vom Lufteinlaß zu wenig
stens einer zu kühlenden Förderkomponente; einen zweiten
Leitungsabschnitt, der um die zu kühlende(n) Komponente(n)
herumführt; und einen dritten Leitungsabschnitt, der von
der Mündung des zweiten Leitungsabschnitts zum Luftauslaß
im Isolationsmantel oberhalb der zu kühlenden Komponente(n)
führt (Anspruch 18).
Wenn der Isolationsmantel beispielsweise vertikal an die
Wand montiert wird, so tritt ein ungehinderter Konvektions
strom genau dann ein, wenn der Lufteinlaß am unteren Ende
des Isolationsgehäuses liegt. Somit kann dort die fühle
Luft durch Konvektion einströmen, strömt dann in einem
gerade Leitungsabschnitt - um den Strömungswiderstand so
gering wie möglich zu halten - bis vor die zu kühlende
Komponente und wird dort um diese Komponente herumgeführt.
Die Komponente wird daher gleichmäßig von fast allen Seiten
gekühlt. Dabei kann der Hohlraum einerseits so ausgebildet
werden, daß auch andere Teile der Komponente mitgekühlt
werden; im Fall einer elektrisch betriebenen Pumpe kann
dies z. B. der Kondensator des Antriebsaggregats sein.
Andererseits wird der Hohlraum dimensionsmäßig so klein
gewählt, daß die zu isolierenden Teile des Kreislaufs wei
terhin gut isoliert bleiben. Die erwärmte Luft strömt an
schließend senkrecht zu der Vorderseite des Isolationsman
tels aus dem Auslaß aus. Meistens ist dies der kürzeste
Weg. Damit wird der Strömungswiderstand wieder so gering
wie möglich gehalten und gewährleistet eine reibungslose
Konvektionsströmung. Zusätzlich verhindert die Lage und die
horizontale Ausrichtung des Luftauslasses ein Verstopfen
des Leitungssystems durch z. B. an der Wand herabfallenden
Staub, Putz oder anderen Kleinstteilchen. Außen an der
Vorderseite des Deckelabschnittes nach oben vorbeistrei
chende Luft kann auch noch Luftteilchen aus der senkrecht
dazu ausgerichteten Öffnung nach dem Prinzip einer Ventu
ridüse mitreißen und somit an dem Luftauslaß einen kleinen
Unterdruck erzeugen. Dies begünstigt wiederum die Strö
mungseigenschaften im Leitungssystem.
Weitere Vorteile der Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Aus
führungsbeispiele. In dieser Beschreibung wird auf die
beigefügte schematische Zeichnung Bezug genommen. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Förder
vorrichtung-Baugruppe mit geöffnetem Isolations
mantel; und
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Deckelab
schnittes des Isolationsmantels einer weiteren
erfindungsgemäßen Fördervorrichtung-Baugruppe.
Im nachfolgenden wird eine Terminologie verwendet, die der
leichteren Lesbarkeit der Beschreibung dient, jedoch nicht
einschränkend zu verstehen ist.
Beispielsweise beziehen sich die Ausdrücke "oben" bzw.
"unten" auf eine Vorrichtung zur Förderung des Kreislaufme
diums einer Wärme- oder Kälteversorgungsanlage, die in
üblicher Weise in vertikaler Richtung vorzugsweise auf eine
Wand - aufgestellt bzw. montiert ist.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Fördervorrich
tung-Baugruppe für zwei unterschiedliche Heizkreisläufe
dargestellt, die von einer einzigen Heizungsanlage versorgt
werden. Der Typ und die Anzahl der hier dargestellten Heiz
kreise sind lediglich beispielhaft und nicht einschränkend
zu verstehen; die erfindungsgemäße Baugruppe ist jeweils an
verschiedene Kreislauftypen anpaßbar und für eine beliebige
Anzahl von zu versorgenden Kreisläufen auslegbar.
Die dargestellten Pfeile deuten jeweils Vor- und Rücklauf
richtung eines Heizkreismediums an. Das Heizkreismedium
tritt aus einem Vorlauf V eines Kreislaufes einer - hier
nicht dargestellten - Heizungsanlage in die erfindungsgemä
ße Fördervorrichtung ein, läuft durch die Fördervorrichtung
hindurch und tritt aus dieser in Vorläufe A und B der Ver
sorgungs-Kreisläufe aus. Das Wärmeträgermedium läuft dann
von einem oder mehreren Verbrauchern über die - hier nicht
dargestellten - Rückläufe der Versorgungskreisläufe in
einen Rücklauf R der Heizungsanlage zurück - und schließt
somit die Kreisläufe.
Demnach sind sämtlich hydraulische Komponenten zur Förde
rung und Verteilung des Heizkreismediums in den Vorläufen
der Versorgungs-Kreisläufe angeordnet. Abgesehen von etwai
gen Vorrichtungen zur Verteilung, Überwachung und/oder
Regelung des Kreislaufmediums sind im Rücklauf der Versor
gungs-Kreisläufe keine hydraulischen Komponenten vorgese
hen.
Die Fördervorrichtung-Baugruppe in Fig. 1 enthält - von
oben nach unten gegen die Vorlaufrichtung gesehen: einen
Vorlaufstrang 10 (für den Vorlauf A) und einen dicht da
neben und parallel dazu angeordneten Vorlaufstrang 12 (für
den Vorlauf B); und einen Zweifach-Verteilerbalken 14, auf
dem die Vorlaufstränge 10 und 12 nebeneinander angeschlos
sen sind.
Der Vorlaufstrang 10 der Fördervorrichtung-Baugruppe in
Fig. 1 enthält in Vorlaufrichtung betrachtet: ein flach
dichtendes Außengewinde 16 zum Anschluß an den Verteiler
balken 14, einen flachdichtenden Kugelhahn 18, d. h. einen
Kugelhahn mit flachdichtenden Anschlüssen; eine mehrstufige
Umwälzpumpe 20, die über flachdichtende Schraubverbindungen
22, 24 mit den benachbarten Komponenten des Vorlaufstranges
10 hydraulisch gekoppelt ist; einen weiteren flachdichten
den Kugelhahn 26 mit integriertem Thermometer und Rückfluß
verhinderer 28; sowie einen flachdichtenden Schraubverbin
dungsanschluß 30 zum Anschluß der Vorlaufleitung A des
einen Versorgungs-Heizkreislaufes.
Der zweite Vorlaufstrang 12 für den Rücklauf B des anderen
Versorgungs-Heizkreises ist identisch wie der erste Vor
laufstrang 10 aufgebaut, so daß zwecks einer detaillierten
Beschreibung auf den vorhergehenden Absatz verwiesen wird.
Wie bereits zuvor erwähnt ist der Zweifach-Verteilerbalken
14 den Vorlaufsträngen 10 und 12 gemeinsam zugeordnet. Für
den Anschluß der Vorlaufstränge 10 und 12 sind auf dem
querverlaufenden rohrförmigen Verteilerbalken 14 zwei
gleichartige flachdichtende Schraubverbindungsanschlüsse
31, 32 vorgesehen. Der Verteilerbalken 14 ist ein einfacher
Einkammer-Verteiler, wobei beide Schraubverbindungsan
schlüsse 30, 32 in die Kammer münden. Außerdem umfaßt der
Verteilerbalken 14 an seiner unteren zur - hier nicht dar
gestellten - Heizungsanlage hin gewandten Seite einen wei
teren Schraubverbindungsanschluß 34 für die Kopplung an den
Vorlauf V des Heizkreises der Heizungsanlage.
An seinem stirnseitigen Ende weist der Verteilerbalken noch
einen Anschluß 36 auf, mit dem ein Sicherheitsventil 38 -
ggf. mit einem integrierten Manometer - über einen Lei
tungsabschnitt 40 verbunden ist. In unmittelbarer Nähe des
Anschlusses 36 ist auf dem Verteilerbalken 40 schließlich
noch ein Anschluß 42 für einen Automatikentlüfter 44 vor
gesehen.
Nach der Erfindung werden die zuvor beschriebenen Komponen
ten zur Förderung, Verteilung, Überwachung und Regelung des
Heizkreismediums je nach den Parametern der Heizkreise -
hinsichtlich Pumpleistung, Art der Regelung, etc. - ausge
wählt und zu der kompakten Baugruppe für die Endmontage
vormontiert. An der Einbaustelle findet dann eine besonders
einfach Montage statt. Dabei wird die erfindungsgemäße
Baugruppe lediglich über die obigen flachdichtenden Außen
gewinde und Schraubverbindungen mit den entsprechenden
Anschlüssen der Vorläufe A und B der Versorgungs-Kreisläufe
sowie des Vorlaufes V der Heizungsanlage gekoppelt.
Die Fördervorrichtung-Baugruppe in Fig. 1 ist umgeben von
einem Isolationsmantel bzw. Isolationsgehäuse bestehend aus
zwei Hälften, nämlich aus einem Bodenabschnitt 50 und einem
- in Fig. 1 nicht dargestellten - Deckelabschnitt. Die
Trennlinie zwischen Boden- und Deckelabschnitt des Isola
tionsmantels verläuft dabei etwa in der von der Vorlaufs
trängen 10 und 12 aufgespannten Ebene. In Fig. 1 ist der
Deckelabschnitt vom Bodenabschnitt 50 abgenommen und man
erkennt sämtliche hydraulischen Komponenten der zuvor be
schriebenen Baugruppe, die in Hohlräumen - auf deren Dar
stellung der besseren Übersichtlichkeit halber verzichtet
wurde - an der Innenseite des Bodenabschnittes 50 im Iso
liermaterial des Isolationsmantels eingebettet sind. Danach
sind sämtliche hydraulischen Komponenten einschließlich
etwaiger Rohrleitungsabschnitte dicht von Isoliermaterial
umgeben.
Beim Zusammenbau des Isolationsmantels wird der Deckelab
schnitt einfach auf den Bodenabschnitt 50 aufgesteckt und
über eine reib- und formschlüssige Steckverbindung entlang
der Kontakt- bzw. Stoßfläche in dieser Position gehalten.
Diese Steckverbindung besteht aus einer umlaufenden Nut 52
am äußeren Rand der Kontaktfläche des Bodenabschnittes 50,
die beim Zusammenbau eine umlaufende Feder am äußeren Rand
der Kontaktfläche am Deckelabschnitt aufnimmt. Vorzugsweise
sind die Nut 52 und die Feder hinterschnitten und bilden in
bekannter Art eine Schwalbenschwanzverbindung.
Der aus dem Bodenabschnitt 52 und dem Deckelabschnitt ge
bildete Isolationsmantel ist aus geschäumtem Kunststoff
material, vorzugsweise geschäumtem Polypropylen gefertigt
und an seiner inneren Mantelfläche derart geformt, daß er
die hydraulischen Komponenten der erfindungsgemäßen Bau
gruppe dicht umgibt. Nach dem Aufstecken des Deckelab
schnittes auf den Bodenabschnitt 50 bilden diese gemeinsam
ein nahezu vollständiges Isolationsgehäuse für die hydrau
lischen Komponenten der Fördervorrichtung-Baugruppe. Le
diglich am oberen und unteren Stirnende der Baugruppe sind
im Isolationsmantel Öffnungen 56 für den hydraulischen
Anschluß der Vorläufstränge 10 und 12 an die Rohrleitungen
der Vorläufe A und B sowie eine Öffnung 58 am unteren Stir
nende der Baugruppe für den hydraulischen Anschluß an den
Vorlauf V der Heizungsanlage vorgesehen. Außerdem sind im
vorliegenden Beispiel noch Öffnungen für den Anschluß des
Sicherheitsventils 40 und des Automatikentlüfters 44 vor
gesehen. Selbstverständlich können diese Komponenten genau
so innerhalb des Isolationsmantels untergebracht sein.
Ferner enthält der Isolationsmantel am Umfang der Öffnungen
56 und 58 an seinem oberen und unteren Stirnende jeweils
stegartige Vorsprünge 60 und 61 bzw. 62. Diese sind je zur
Hälfte auf dem Bodenabschnitt 50 und auf dem zugeordneten
Deckelabschnitt des Isolationsmantels ausgebildet und umge
ben die genannten Öffnungen 56 bzw. 62 derart, daß etwaige
Rohrisolierungen der anzuschließenden Rohrleitungen der
Vorläufe A und B der Versorgungs-Kreisläufe bzw. des Vor
laufes V des Heizkreises dort aufgenommen werden.
Auf diese Weise werden auch Abstrahlverluste zwischen dem
Isolationsmantel der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung-
Baugruppe und der Rohrisolierung der anzuschließenden
Kreisläufe vermieden. Selbst wenn sich die Rohrisolierung
bei abnehmender Temperatur oder anderen Einflüssen gering
fügig zusammenzieht, bleibt sie in Kontakt mit den wärmei
solierenden Vorsprüngen 60 und 61 bzw. 62 des Isolations
mantels - ohne dazwischenliegende Wärme- bzw. Kältebrücken.
Insgesamt gewährleistet also die Erfindung eine hervorra
gende Wärmeisolierung sämtlicher hydraulischer Komponenten
der Fördervorrichtung-Baugruppe, einschließlich der Ver
bindungsstellen zu den zu versorgenden Heizkreisen. Dazu
kommt, daß ein im Innern des Isolationsmantels verlaufendes
Leitungssystem zur Luftkühlung von bestimmten, elektrisch
betriebenen Bauteilen ein Überhitzen dieser Bauteile ver
hindert. Es wird anhand in Fig. 1 der Verlauf dieses Lei
tungssystems beschrieben: Ein Lufteinlaß am unteren Ende
des Isolationsmantels führt kalte Luft über einen geraden
Leitungsabschnitt 65 an die Umwälzpumpen 20 der Vorlaufs
tränge 10 und 12 heran, um diese und zwischen diesen herum
und schließlich an einer Elektronik der Umwälzpumpen 20
vorbei. Dort wird die Luft dann erwärmt und steigt aufgrund
thermodynamischer Konvektion durch einen weiteren Leitungs
abschnitt im Deckelabschnitt des Isolationsmantels an des
sen Oberfläche, wo sie durch eine schlitzartige Öffnung in
der Stirnseite des Deckelabschnittes in die Raumluft ent
weicht.
Auf diese Weise wird einerseits eine gezielte Kühlung von
elektronischen Komponenten gewährleistet, die bei Dauerbe
trieb zu überhitzen drohen, und andererseits eine gute
Wärmeisolierung der umliegenden hydraulischen Komponenten
erzielt.
Zur Veranschaulichung des Isolationsmantels der erfin
dungsgemäßen Baugruppe zeigt Fig. 2 ein weiteres Ausfüh
rungsbeispiel für einen Deckelabschnitt 70 der in Fig. 1
beschriebenen Art. Wiederum sind die Vorläufe der Versor
gungs-Kreisläufe mit A und B und der Vorlauf der Heizungs
anlage mit V bezeichnet.
In gleicher Weise wie der in Zusammenhang mit Fig. 1 be
schriebene Bodenabschnitt ist auch der hier dargestellte
Deckelabschnitt 70 aus geschäumtem Kunststoffmaterial, vor
zugsweise geschäumtem Polypropylen gefertigt und an seiner
inneren Mantelfläche derart geformt, daß er die hydrauli
schen Komponenten der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung-
Baugruppe dicht umgibt. Beim Zusammenbau des Isolations
mantels wird der Deckelabschnitt 70 auf einen entsprechen
den Bodenabschnitt aufgesteckt und über eine reibschlüssige
Steckverbindung und an der gegenseitigen Kontaktflächen in
dieser Position gehalten. Der Deckelabschnitt 70 weist
ferner auf seiner äußeren Mantelfläche eine zusätzliche
Isolationsschale 72 auf, die aus ungeschäumtem Kunststoff
material, vorzugsweise aus tiefgezogenem Polypropylen ge
fertigt ist. Daher kann die Isolationsschale 72 im Gegen
satz zum geschäumten Isolationsmantel einfach gereinigt und
mit Informationen zu dem zugehörigen Kreislauf bedruckt
werden.
Beim Herstellungsvorgang wird der Isolationsmantel 72 im
vorliegenden Fall einfach von vorne auf die äußere Mantel
fläche des Deckelabschnittes 70 aufgeschoben und über eine
Schnappverbindung auf diesem gehalten. Dazu ist die Seiten
umrandung der Isolationsschale 72 mit einer nach innen
gerichteten umlaufenden Feder ausgestattet, die in einer
umlaufenden Nut außen an der Seitenfläche des Deckelab
schnittes 70 aufgenommen wird - und zwar beim Aufschieben
der Isolationsschale 72 aufgrund der Deformation des ge
schäumten Isoliermaterials des Deckelabschnittes 70.
Fig. 2 zeigt ferner eine schlitzartige Öffnung 74 an der
Stirnseite des Deckelabschnittes 70 des Isolationsmantels,
aus der die erwärmte Luft aus dem Leitungssystem zur Küh
lung elektronischer Bauteile der hydraulischen Komponenten
in die Raumluft austritt.
Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß das vorlie
gende Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fördervor
richtung-Baugruppe in den Vorläufen A und B der Heizkreise
angeordnet und mit den zwei Umwälzpumpen 20 für den Betrieb
von zwei getrennten Heizkreisen ausgelegt ist. Selbstver
ständlich kann die beschriebene Baugruppe auch im Rücklauf
der Heizkreise eingebaut werden, insbesondere dann, wenn
eine Heizungsanlage mit hohem Strom und Widerstand betrie
ben werden soll.
In einer weiteren Anwendungsvariante kann die oben be
schriebene Baugruppe auch zum Betreiben eines einzigen
Heizkreises eingesetzt werden. In diesem Fall wird die
Pumpleistung der beiden Umwälzpumpen 20 z. B. für den Vor
lauf eines einzigen Heizkreis genutzt, indem die obigen
Vorlaufstränge 10 und 12 über einen - mit dem obigen Ver
teilerbalken 14 im wesentlichen baugleichen - Verteilerbal
ken zu einem einzigen Rohrstrang zusammengeführt und mit
dem besagten Heizkreis hydraulisch gekoppelt werden.
Claims (18)
1. Fördervorrichtung für einen oder mehrere Kreislauf/Kreis
läufe (A; B; C) einer Wärme- oder Kälteversor
gungsanlage mit Komponenten zur Förderung (20) eines
Kreislaufmediums, wobei die Komponenten zur Förderung
(20) des Kreislaufmediums an wenigstens zwei Vorlauf- oder
Rücklaufsträngen (10; 12) jeweils eines Kreis
laufes zu einer Baugruppe zusammengefaßt und von einem
gemeinsamen Isolationsmantel (59, 70) umgeben sind.
2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Komponenten zur Förderung des Kreis
laufmediums mehrstufige Umwälzpumpen sind.
3. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Baugruppe auch eine Komponente
zur Verteilung (14) des Kreislaufmediums, insbesondere
einen Verteilerbalken umfaßt.
4. Fördervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Komponente zur Verteilung (14) des
Kreislaufmediums mit Vorrichtungen zur Überwachung
und/oder Regelung des Kreislaufmediums, insbesondere
einem Sicherheitsventil (40), einem Manometer und/oder
einem Entlüfter (44), ausgestattet ist.
5. Fördervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Komponenten zur Förderung (20)
und Verteilung (14) des Kreislaufmediums über flach
dichtende Anschlüsse (16; 22; 24; 30; 32; 34; 36; 42),
insbesondere Schraubanschlüsse, lösbar miteinander
verbunden sind.
6. Fördervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Komponente zur Förderung und Ver
teilung des Kreislaufmediums an ihren hydraulischen
Anschlüssen zu benachbarten Komponenten eine Absperr
vorrichtung, insbesondere einen flachdichtenden Kugel
hahn oder ein Kugelventil (18; 26) aufweist.
7. Fördervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Absperrvorrichtungen mit Vorrichtun
gen zur Überwachung und/oder Regelung des Kreislaufme
diums, insbesondere einem Thermometer (28), einem
Manometer und/oder einem Rückflußveränderer, ausge
stattet sind.
8. Fördervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsmantel
(50, 70) Steckverbindungen (60; 61; 62) für die Auf
nahme von Rohrleitungsisolierungen aufweist.
9. Fördervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsmantel
zweiteilig ausgebildet ist, insbesondere in zwei über
eine Steck- und/oder Schnappverbindung koppelbare
Hälften - nämlich Boden- (50) und Deckelabschnitt (70)
unterteilt ist.
10. Fördervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolationsmantel
aus Polypropylen (PP) oder aus Polystyrol (PS) gefer
tigt ist.
11. Fördervorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß auf der äußeren Man
telfläche des Isolationsmantels eine zusätzliche Iso
lationsschale (72) aufgeschoben ist, welche den Isola
tionsmantel wenigstens teilweise umhüllt.
12. Fördervorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Isolationsmantel (50, 70) aus
geschäumtem Polypropylen und die aufgeschobene isola
tionsschale (72) aus tiefgezogenem Polypropylen gefer
tigt ist.
13. Fördervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Isolationsschale (72) eine an
ihren inneren Seitenflächen umlaufende Feder aufweist,
der eine umlaufende Nut an den äußeren Seitenflächen
des Isolationsmantels zugeordnet ist.
14. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Isolationsmantel
und in der Isolationsschale vorgestanzte und/oder
perforierte Ausbrüche vorgesehen sind.
15. Fördervorrichtung nach einem der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolations
mantel (50, 70) ein Leitungssystem (L) zur Luftkühlung
wenigstens einer Komponente zur Förderung (20) des
Kreislaufmediums aufweist.
16. Fördervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Luftkühlungsauslaß (76) des Lei
tungssystems (L) in dem Isolationsmantel über der(n)
zu kühlenden Komponente(n) zur Förderung (20) des
Kreislaufmediums vorgesehen ist.
17. Fördervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Größe des Luftkühlungsauslasses (76)
derart gewählt ist, daß sich der erforderlichen Luft
zirkulation im Leitungssystem angepaßt ist.
18. Fördervorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (L) umfaßt:
- a) einen Lufteinlaß am Stirnende des Isola tionsmantels;
- b) einen ersten - vorzugsweise zwischen den zusam mengefaßten Vor- oder Rücklaufsträngen (10; 12) - geradlinig verlaufenden Leitungsabschnitt vom Lufteinlaß zu wenigstens einer zu kühlenden För derkomponente;
- c) einen zweiten Leitungsabschnitt, der um die zu kühlende(n) Komponente(n) herumführt; und
- d) einen dritten Leitungsabschnitt, der von der Mün dung des zweiten Leitungsabschnitts zum Luftauslaß (76) im Isolationsmantel oberhalb der zu kühlenden Komponente(n) führt.
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DE19944425497 DE4425497C2 (de) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | Fördervorrichtung für einen Wärme- oder Kältekreislauf |
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