DE7907661U1

DE7907661U1 - COMPRESSOR-CONTROLLED EXPANSION VESSEL

Info

Publication number: DE7907661U1
Application number: DE19797907661U
Authority: DE
Original assignee: Winkelmann & Pannhoff 4730 Ahlen GmbH
Current assignee: Winkelmann & Pannhoff 4730 Ahlen GmbH
Priority date: 1979-03-19
Filing date: 1979-03-19
Publication date: 1981-01-22

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Ausdehnungsgefäß für geschlossene Heizungs- und Kühlanlagen mit einem Gasraum und einem dem gegenüber von einer Membran getrennten Wasserraum und einer Einrichtung zur Messung eines Niedrig- und eines Höchstwasserstandes innerhalb des Gefäßes mit einer über diese Einrichtung beaufschlagbaren Steuerung für einmKompressor und/oder für zusätzlich vorgesehene Sicherheitseinrichtungen.The invention is directed to an expansion vessel for closed heating and cooling systems with a gas space and a water space separated from the opposite by a membrane and a device for measuring a low and a maximum water level within the vessel with a control that can be acted upon by this device for one compressor and / or for additional ones Safety devices.

Derartige Ausdehnungsgefäße dienen zur Aufnahme des bei Heizungs- bzw. Kühlanlagen entstehenden Ausdehnungswassers, wobei derartige Anlagen in der Esgel kompressorgesteuert sind, da der Druck innerhalb der Gesamtanlage nur sehr geringen Schwankungen unterworfen sein soll. So wird während der Aufheizphase aus dem Gasraum eine derartige Luftmenge abgelassen, die der einströmenden Wassermenge entspricht. Kühlt sich beispielsweise das Heizungswasser wieder ab, verringert sich das Wasservolumen im Ausdehnungsgefäß und der Kompressor pucpt die notwendige Luftmenge wieder in den Gasraum ein.Such expansion vessels are used to hold the expansion water that occurs in heating or cooling systems, such systems in the Esgel are compressor-controlled because the pressure within the overall system should only be subject to very slight fluctuations. So will during During the heating phase, such an amount of air is released from the gas space that corresponds to the amount of water flowing in. For example, if the heating water cools down again, the water volume in the expansion vessel and decreases the compressor pumps the necessary amount of air back in the gas compartment.

Bei den Betrieb derartiger Anlagen kann es vorkommen, z.B. wenn Leckwasser nachgefüllt werden muß, daß das Ausdehnungsgefäß über eine gewünschte Menge hinaus mit Wasser gefüllt wird, oder aber, daß bei unsachgemäßer Wartung der Anlage so viel Wasser aus dem Gesamtsystem entweicht, daß das Ausdehnungsgefäß unter einen vorbestimmten Mengenwert anIn the operation of such systems it can happen, e.g. if leakage water has to be refilled, that the expansion vessel is filled with water beyond the desired amount or that if the system is improperly maintained, so much water escapes from the overall system that the expansion tank below a predetermined amount

Füllwasser entleert wird. Um Schäden zu vermeiden, die bei beiden Füllstandsextremen auftreten können, sind derartige Druckausdehnungsgefäße mit Füllstandanzeigern bzw. elektrischen Meß- und Steuereinrichtungen versehen, die optische, akustische oder sonstige Signale bei den entsprechenden Extremwasserständen abgeben.Filling water is emptied. In order to avoid damage that can occur at both extremes of the fill level, these are Pressure expansion vessels are provided with level indicators or electrical measuring and control devices that emit optical, acoustic or other signals at the corresponding extreme water levels.

Bei einem bekannten Ausdehnungsgdäß dieser Art ist der Gasraum innerhalb des Ausdehnungsgefäßes so angeordnet, daß die äußere Metallwand des Gefäßes benetzt ist. Eine Wasserstandsmessung wird dabei durch in der Behälterwand angebrachte Elektroden übernommen, die aufgrund der Benetzung bzw. fehlenden Benetzung eine entsprechende Information an eine Steuerung weitergeben. Nachteilig an dem bekannten Ausdehnungsgefäß ist, daß es durch Benetzung der metallischen Behälterwand zu Korrosionserscheinungen kommen kann, so daß relativ häufige Inspektionen der Gefäße notwendig sein könnten.In a known expansion valve of this type, the gas space is arranged within the expansion vessel so that the outer metal wall of the vessel is wetted. A water level measurement is taken over by electrodes attached to the container wall, which are due to the wetting or missing Wetting forward the corresponding information to a controller. Disadvantage of the known expansion tank is that wetting of the metallic container wall can lead to corrosion phenomena, so that relative frequent inspections of the vessels may be necessary.

Um dies zu vermeiden, ist es bereits bekannt, den Wasserraorn so innerhalb des Gefäßes anzuordnen, daß er vom Gasraum umschlossen ist, d.h., daß die metallischen Behälterwände lediglich von Luft beaufschlagt werden, nicht aber von Wasser. Damit entfällt aber die Möglichkeit, die Füllstandmenge im Wasserraum direkt durch Elektroden in der Behälterwand zu messen.In order to avoid this, it is already known to use the Wasserraorn to be arranged inside the vessel in such a way that it is enclosed by the gas space, i.e. that the metallic container walls only acted upon by air, but not by water. However, this eliminates the possibility of determining the level to be measured in the water space directly through electrodes in the tank wall.

Es ist bekannt (Prospdfcblatt der Fa. Stücklin & Cie. Basel,It is known (prospectus from the company Stücklin & Cie. Basel,

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Schweiz) die Füllmenge eines derartigen Druckausdehnungsgefäßes aufgrund des Gefäßgewichtes zu messen, d.h. bei dem bekannten Gefäß ist unter einem Standbein ein Druckmeßgerät angeordnet, das entsprechend geeicht ist und bei einer Höchstbelastung eine Füllmengenüberschreitung und bei einer Mindestbelastung eine Füllmengenunterschreitung zu melden in der Lage ist. Nachteilig ist bei dem bekannten Gefäß, daß es auf einer ganz genau waagerechten Ebene stehen muß, was erfahrungsgemäß in Keller- und Heizungsräumen nur sehr schwer erreichbar ist und&um anderen muß das Gerät flexibel an allen Versorgungsleitungen angeschlossen sein, eine starre Verbindung, beispielsweise eine Rohrverbindung, würde eine Anzeige unmöglich machen.Switzerland) to measure the filling quantity of such a pressure expansion vessel based on the vessel weight, i.e. at the known vessel, a pressure gauge is arranged under a leg, which is calibrated accordingly and with a maximum load an excess of the filling quantity and a minimum load an undershooting of the filling quantity is able to report. The disadvantage of the known vessel is that it is on a perfectly horizontal plane must, which experience has shown is very difficult to reach in basement and boiler rooms and & around others the device must be flexibly connected to all supply lines, a rigid connection, for example a pipe connection, would make an advertisement impossible.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der eine zuverlässige Füllmengenmessung möglich ist, ohne daß dabei auf Aufstellungs- oder Montagebesonderheiten Rücksicht genommen zu werden braucht.The object of the invention is to create a solution with which a reliable filling quantity measurement is possible without that it is necessary to take account of the special features of the installation or assembly.

Bei einem Ausdehnungsgefäß der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Messung des Niedrigwasserstandes eine in den membranummantelten Wasserraum eintauchende Hängeelektrode vorgesehen ist, und daß zur Messung eines Höchstwasserstandes im oberen Wandbereich des Druckausdehnungsgefäßes ein durch Anlegen der Membran betätigbares Schaltelement vorgesehen ist.In the case of an expansion vessel of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that To measure the low water level, a hanging electrode is provided that is immersed in the membrane-encased water space is, and that to measure a maximum water level in the upper wall area of the pressure expansion vessel through Applying the membrane actuatable switching element is provided.

Durch die Erfindung ist es möglich, nicht nur die Behälterwände benetzungsfrei zu halten, sondern auch eine geraie Füllmengenmessung vorzunehmen, ohne daß es dabei zu Beschädigungen der Membran kommt, die den Wasserraum umhüllt. Die Niedrigstwasserstandselektrode kann dabei beispielsweise durch den Wasserzulaufstutzen in eine ballonartige Membran eingeführt sein. Wird die Membran so stark durch einströmendes Wasser aufgeweitet, daß sie den größten Teil des Druckausdehnungsgefäßes ausfüllt, so legt sie sich schließlich im oberen Bereich des Behälters an die Behälteraußenwand an und betätigt dort das Schaltelement für den Höchstwasserstand. The invention makes it possible not only to keep the container walls free of wetting, but also to keep them straight Carry out filling quantity measurement without damaging the membrane that surrounds the water space. The lowest water level electrode can be inserted into a balloon-like membrane through the water inlet nozzle, for example be introduced. If the membrane is expanded so much by the inflowing water that it covers most of the Fills the pressure expansion tank, so it finally lays down in the upper area of the tank on the outer wall of the tank and there actuates the switching element for the maximum water level.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das Gefäß mit einem unteren Wasserzulaufflansch und einem oberen Abschlußflansch versehen ist, wobei die Membran schlauchförmig zwischen den Flanschen eingespannt ist und die Hängeelektrode an der Abdeckplatte des oberen Gefäßflansches angeordnet ist. Diese Gestaltung der Erfindung macht den Einbau schlauchförmiger Membranen möglich und paßt gleichzeitig die entsprechenden Meßelemente dieser Einbauet an.In an advantageous embodiment, it is provided according to the invention that the vessel is provided with a lower water inlet flange and an upper end flange is provided, the membrane being clamped in the form of a hose between the flanges and the hanging electrode is arranged on the cover plate of the upper vessel flange. This design of the invention makes the installation of tubular membranes possible and at the same time fits the corresponding measuring elements of these Built on.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das Schaltelement für den Höchstwasserstand als ein von der Membran betätigter Druckschalter ausgebildet ist, wobei zusätzlich vorgesehen sein kann, daßIn a further advantageous embodiment it is provided according to the invention that the switching element for the maximum water level is designed as a pressure switch actuated by the membrane, it can also be provided that

der Druckschalter im Randbereich des oberen Abschlußdomes des Ausdehnungsgefäßes angeordnet ist.the pressure switch in the edge area of the upper final dome of the expansion tank is arranged.

Diese zweckmäßigen Gestaltungen der Erfindung stellen eine sehr einfache Möglichkeit der Höchststandswassermessung dar, wenngleich die Erfindung nicht auf diese speziellen Schaltelemente beschränkt ist.These expedient designs of the invention represent a very simple way of measuring maximum water levels, although the invention is not limited to these specific switching elements.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, for example. This shows in the only one.

Erfindung.Invention.

Das dargestellte, allgemein mit 1 bezeichnete Druckausdehnungsgefäß besteht irr. wesentlichen aus einem Behälterkörper 2, der auf Fußstützen 3 beispielsweise in einem Heizungsraum aufgestellt ist. Der Behälterkörper ist dabei in herkömmlicher Weise aus einem zylindrischen Te^l 4 und einem oberen Abschlußdom 5 und einem unteren Abschlußdom 6 gebildet. Die beiden Abschlußdome 5 und 6 sind mit Flanschteilen 7 bzw, 8 ausgerüstet, die zum Einspannen einer Membran, beispielsweise aus Guirjni oder einem anderen Verformungen zulassenden Werkstoff dienen, wobei der Klemmdruck durch eine Abschlußplatte 10 im Falle des oberen Flanschteiles 7 und im Falle des unteren Flanschteiles 8 durch einen Gegenflansch 11 mittels nicht näher dargestellter Spannschrauben aufgebracht wird. Der Gegenflansch 11 kann mit einem The pressure expansion vessel shown, generally designated 1, consists of irr. essentially from a container body 2, which is set up on footrests 3, for example in a boiler room. The container body is formed in a conventional manner from a cylindrical part 4 and an upper end dome 5 and a lower end dome 6. The two end domes 5 and 6 are equipped with flange parts 7 and 8, which are used to clamp a membrane, for example made of Guirjni or another deformation-permitting material, the clamping pressure being applied by an end plate 10 in the case of the upper flange part 7 and in the case of the lower one Flange part 8 is applied by a mating flange 11 by means of clamping screws not shown . The counter flange 11 can with a

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Rohrkrümmer 12 versehen sein, der den Wasserzulauf 13 bildet. Pipe bend 12, which forms the water inlet 13, may be provided.

Durch die Membran 9 wird der Innenraum des Behälterkörpers 2 in einen Wasserraum lH und einen Gasraum 15 geteilt. Der Wasserraum 14 steht über dein Rohrkrümmer 12 mit dem Wasserzulauf 13 einer nicht näher dargestellten Keizungs- bzw. Kühlanlage in Verbindung, während der Gasraum 15 kompressorbeaufschlagt ist, was lediglich schematisch bei 16 angedeutet ist.The interior of the container body 2 is divided by the membrane 9 into a water space 1H and a gas space 15. The water space 14 is connected to the water inlet 13 of a heating or cooling system (not shown in detail) via the pipe bend 12, while the gas space 15 is acted upon by a compressor, which is only indicated schematically at 16.

In den Wasserraum 14 taucht eine Hängeeiektrode 17 ein, deren Sonde 13 etwa in der Nähe der unteren .Membranöffnung im Bereich des Flanschteiles 3 endet. Am oberen Abschlußdom 5 ist ein Druckschalter 19 angeordnet, dessen aktivierbares Schaltglied 20 in den Gasraum 15 hineinragt und von ier Membran 9 beaufschlagbar ist. Die Hängeelektrode 17 und der Druckschalter 19 sind schaltungsmäßig mit einer lediglich andeutungsweise wiedergegebenen Steuerung 2L verbunden, die alle notwendigen Steuerfunktionen der Anlage übernimmt, so auch die Steuerung des Kompressors und eines Luftablaßventiles, was in der Figur nicht näher dargestellt ist.A hanging electrode 17 is immersed in the water space 14, the probe 13 of which ends approximately in the vicinity of the lower membrane opening in the region of the flange part 3. On the upper final dome 5, a pressure switch 19 is arranged, the activatable switching element 20 of which protrudes into the gas space 15 and can be acted upon by ier membrane 9. The hanging electrode 17 and the pressure switch 19 are circuit-wise connected to a merely hinted at control 2L, which provides all the necessary control functions the system takes over, including the control of the compressor and an air release valve, which is not shown in the figure is shown in more detail.

Die Wirkungsweise des Ausdehnungsgefäßes ist dabei die folgende: Bei normalem Betrieb ist beispielsweise der Viasserraum 14 zur Hälfte gefüllt, so daß die Sonde 18 derThe operation of the expansion vessel is the the following: In normal operation, for example, is the Viasser room 14 half filled, so that the probe 18 of the

Hängeelektrode 17 voll im Wasservolumen eingetaucht ist und daher keinen Wassermangel anzuzeigen hat. Im Gasraum 15 ist aufgrund der Tätigkeit des Kompressors 16 ein gewisser Gegendruck aufgebaut worden, der sich je nach Art der Verwendung des Gerätes in Heizungs- und Kühlanlagen, nach verschiedenen Kriterien richten kann, beispielsweise der Gebäudehöhe o. dgl., worauf es hier jedoch nicht ankommt. Suspension electrode 17 is fully immersed in the volume of water and therefore does not have to indicate a lack of water. In the gas compartment 15, a certain back pressure has built up due to the activity of the compressor 16, which depending on the type the use of the device in heating and cooling systems, according to various criteria, for example the building height or the like, which is not important here.

Durch Betrieb der Heizung erwärmt sich das Hexzungswasser und dehnt sich damit aus, so daß der wasserraum 14 zusätzlich mit einem Wasservolumen beaufschlagt wird, was bei entsprechender Schaltung eines Gasluftablaßventiles bewirkt, daß dieres fTfnet, um den Druck im Gasraum 15 praktisch konstant zu .lalten. Kühlt sich das V/asser nunmehr ab, so wird ein entsprechendes Wasservolumen dem Wasserraum 1'4 entzogen, so daß der Druck im Gasraum 15 absinkt, so daß der Kompressor Luft in den Gasraum zurückpumpt, um den Betriebsdruck der Anlage aufrecht zu erhalten.By operating the heater, the Hexzungswasser heats up and expands, so that the water space 14 is additionally acted upon with a volume of water, which, when a gas air vent valve is switched accordingly, causes it to open in order to keep the pressure in the gas space 15 practically constant. If the water cools down, a corresponding volume of water is withdrawn from the water space 1'4 , so that the pressure in the gas space 15 drops so that the compressor pumps air back into the gas space in order to maintain the operating pressure of the system.

Wird beispielsweise eine zu große Wassermenge bei Inbetriebnahme der Anlage in den Wasserraum 14 eingebracht, so dehnt sich die Membran 9 so weit aus, bis sie schließlich 'den Druckschalter 19 betätigt, der die Regelsteuerung "Gefäß überfüllt" direkt beaufschlagt. Beispielsweise kann durch eine derartige Steuerung die Heizung abgeschaltet werden um ein weiteres Ansteigen der Wassertemperatur undIf, for example, too large an amount of water is introduced into the water space 14 when the system is started up, then the membrane 9 expands until it finally 'actuates the pressure switch 19 which controls the "vessel overfilled ". For example, the heating can be switched off by such a control be around a further increase in water temperature and

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damit ein weiteres Ausdehnen des Uasservoluinens zu verhindern oder es können andere Maßnahmen getroffen werden.thus to prevent further expansion of the Uasservoluinen or other measures can be taken.

Das andere .Extrem besteht darin, daß z.B. durch Leckagen im System so viel Wasser aus der Anlage entwichen sein kann, daß die Hängeelektrode 17 benetzungsfrei wird, so daß beispielsweise die no' -endige Kompressorregelung des Druckes innerhalb des Gasraumes 15 nicht mehr aufrechterhalten werden kann. In cieseir. Falle meldet die Kängeelekti ode 17 an die Steuerung 21 "Wassermangel", was wiederum z.B. zum Abschalten der Gesamtanlage führen oder aber akustische, optische oder sonstige Signale auslösen kann, um den Betreiber der Anlage auf diesen Wassermangel hinzuweisen.The other extreme is that e.g. leaks in the System so much water can have escaped from the system that the hanging electrode 17 is free of wetting, so that, for example the no-end compressor regulation of the pressure within the gas space 15 can no longer be maintained can. In cieseir. Trap registers the Kängeelecti ode 17 the control 21 "lack of water", which in turn lead to e.g. or other signals to inform the operator of the system about this lack of water.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel nicht auf die in der Figur dargestellte Möglichkeit beschränkt. So kann beispielsweise auf die obere Kienimf lanschausbildung 7, 10 im oberen Abschlußdom 5 verzichtet werden, wenn eine ballonförmige Membran 9 vorgesehen v.'ird und die Sonde 18 als integriertes Bauteil im Rohrkrümmer 12 angeordnet wira Auch ist die Erfindung nicht auf d_e Ausbildung des Schaltelementes 19 als Druckschalter beschränkt. Hier können ebenfalls andere Schaltungsmcgllehkeiten vorgesehen sein. Beispielsweise kann durch Aufkleben eines kleinen Metallstükkes auf den oberen Teil der Membran und eine entsprechende Widerstandsmessung durch dessen Abstandsänderung zum Rand des oberen Domes 5 eine vergleichsweise Steuerung erfolgen.Of course, the embodiment described is not limited to the possibility shown in the figure. For example, the upper Kienimf lanschausbildung 7, 10 in the upper end dome 5 can be dispensed with if one balloon-shaped membrane 9 is provided and the probe 18 arranged as an integrated component in the pipe elbow 12 The invention is also not based on the design of the switching element 19 limited as a pressure switch. Other circuit options can also be provided here. For example can be done by gluing a small piece of metal onto the upper part of the membrane and a corresponding one Resistance measurement by changing the distance from the edge of the upper dome 5 enables a comparative control.

Auch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, daß die Anlage mit einem Kompressor gefahren wird.The invention is also not restricted to the fact that the system is operated with a compressor.

Die Erfindung ist auch nicht auf die Verwendung eines bestimmten ,Mediums als Heiz- oder Kältekreisfluid beschränkt, so kann beispielsweise neben Wasser ein V.asser/Frostschut zmittel-Gemisch, öl, ein flüssiges Kältemittel o. dgl. vorgesehen sein, ebenso wie eir.e Gas/Gaskombinaticr. denkbar isi Auch können beispielsweise Medien, wie sie in der Sclartechnik verwendet werden, eingesetzt werden.The invention is also not a given, limited to the use of the medium as a heating or cooling circuit fluid, a V.asser addition to water / Frostschut z agent mixture, oil, a liquid refrigerant, for example, o. The like. Be provided, as well as eir .e Gas / Gas Combinationr. It is also conceivable that media such as those used in Scla technology can also be used, for example.

Claims

PATENTANWÄLTE MEINKE AND DABRINGHAUS REPRESENTATIVES BBM EUROPEAN PATENT OFFICE REPRESENTATIVE BEFORE EPO · MANDATAIRES AGREES PRES L1OEB DIPL.-ING. J. MEiNKE DIPL.-ING. W. DABRINGHAUS 46OO DORTMUND 1, Oct. 17, 198C WESTENHELLWEG 67 Ώ / i TELERDN (02 31) 14 5810 TELEGRAM DOPAT Dortmund TELEX 822 7328 pat d FILING NO .: 69/3309 Claims:

1. Expansion vessel for closed heating and cooling systems with a gas space and a water space separated from it by a membrane and a device for Measurement of a low and a maximum water level within the vessel 3 as well as with one above this facility loadable control for a compressor and / or for additionally provided safety devices, thereby characterized in that, for measuring the low water level, a water chamber (14) is immersed in the membrane-encased water level Suspension electrode (17) is provided and that for measuring the maximum water level in the upper wall area (5) of the pressure expansion vessel (1) a switching element (19) which can be actuated by applying the membrane (9) is provided.

2. Expansion vessel according to claim 1, characterized in that the vessel (1) is provided with a lower water inlet flange (8, 11) and an upper end flange (7, 10)

is, wherein the membrane (9) is clamped between the flanges and the hanging electrode (17) on the cover plate (10) of the upper vessel flange (7) is arranged.

3. Expansion vessel according to claim 1 or 2, characterized in that that the switching element for the maximum water level as a pressure switch that can be actuated by the membrane (9) (19) is formed.

H. Expansion vessel according to claim 3, characterized in that the pressure switch (19) is arranged in the edge area of the upper closure dome (5) of the expansion vessel (1).