EP0195335A2

EP0195335A2 - Druckausgleichsvorrichtung fü Heizanlagen od. dgl.

Info

Publication number: EP0195335A2
Application number: EP86103132A
Authority: EP
Inventors: Anton Eder
Original assignee: Anton Eder GmbH
Current assignee: Anede GnbH
Priority date: 1985-03-14
Filing date: 1986-03-08
Publication date: 1986-09-24
Also published as: AT381377B; EP0195335A3; ATA74685A

Abstract

Bei einer Druckausgleichsvorrichtung für Heizanlagen ist ein Ausgleichsbehälter vorgesehen, in dessen Innerem sich eine Blase (₁1) befindet Überschußwasser kann aus der Anlage über Leitungen (₁₅,₁6) in die Blase geführt werden. Bei Unterdruck kommt Wasser aus dem Ausgleichsbehälter über Leitungen (15,17,18) in die Anlage. Es sind ein Überströmventil (2) und eine Pumpe (4) vorgesehen. Bei Überdruck in der Anlage öffnet sich das Überströmventil (2) und läßt Wasser in den Ausgleichsbehälter (14). Kommt es zu Unterdruck in der Anlage, schaltet ein Druckschalter (3) die Pumpe (4) ein, die Wasser aus dem Ausgleichsbehälter in die Anlage pumpt Gleichzeitig wird in der Elektronik-Steuereinrichtung (5) ein Zeitimpuls ausgelöst und bewirkt, daß die Pumpe (4) nicht mehr druckabhängig, sondern zeitabhängig abgeschaltet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckausgleichsvorrichtung für Heizanlagen od. dgl., mit einem das Heizmedium aufnehmenden, gegenüber der Außenluft abgeschlossenen Ausgleichsbehälter, der über Leitungen mit der Heizanlage verbunden ist, wobei innerhalb des Ausgleichsbehälters eine gegenüber dem Ausgleichsbehälter abgeschlossene Kammer mit veränderbarem Volumen vorgesehen ist, die mit der Außenluft in Verbindung steht, und der Ausgleichsbehälter über eine den Druck der Heizanlage regulierende Pumpe und ein Überströmventil mit der Heizanlage in Verbindung steht, mit einer an einen Druckfühler angeschlossenen Elektronik-Steuereinrichtung für die Pumpe.
An sich kann eine derartige Druckausgleichsvorrichtung bei jeder Anlage Verwendung finden, bei der sich ein Medium volumsmäßig verändert, also auch bei Kühlanlagen.
Es ist bekannt, daß bei großen Heizungs-und Kühlanlagen durch die Erwärmung bzw. Abkühlung des Heizmediums Wasser jeweils eine Veränderung des Volumens erfolgt Das Mehrvolumen muß dabei bei konstanter Druckhaltung aus der Anlage entnommen und bei Abkühlung und daher Volumsverminderung des in der Anlage befindlichen Wassers unter gleichen Druckverhättnissen wieder in die Anlage zurückgeführt werden.
Es ist bei derartigen Heizanlagen bekannt, den durch die Wärmeausdehnung entstehenden Wasserüberschuß einem offenen Speicherbehälter zuzuführen und bei Volumsverminderung über eine Pumpe der Anlage aus eben diesem Behälter wieder Wasser zuzuführen.
Nachteilig ist dabei, daß in dem offenen Speicherbehälter die Heizflüssigkeit mit der Außenluft in Berührung kommt, was die Korrosionsgefahr innerhalb der Anlage wesentlich vergrößert
Es ist nun eine Druckausgleichsvorrichtung bekannt, bei der das Heizmedium Wasser gegenüber der Außenluft abgeschlossen bleibt
Diese Druckausgleichsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Druckbehälter und einer Automatikkompressorgruppe, die bei kleineren Einheiten direkt am Behälter montiert ist Bei größeren Anlagen werden die Teile der Automatik separat plaziert
Am Deckel und am Boden des Behälters ist je ein Flansch aufgeschweißt, wobei zwischen den beiden Flanschen ein sich über die Höhe des Behälters erstreckender Gummischlauch eingespannt ist, der direkt mit der Anlage in Verbindung steht und das bei Erwärmung auftretende, durch die Volumsausweⁱtung bedingte Mehrwasser aufnimmt
Der Aufbau des Behälters ist derart, daß zwischen dem Gummischlauch und der Behälterwand ein Luftraum besteht der durch einen eigenen Kompressor unter DrucK und zwar unter dem Druck der Anlage, gehalten wird. Ein verstellbares Kolbenmanometer mit Endschattem steuert den Kompressor und öffnet bei Überdruck ein Magnetventil, so daß der Druck auf zirka ± 0,2 bar konstant gehalten werden kann.
Die Funktion der Druckausgleichsvorrichtung ist folgende:

Wird in den Schlauch mehr Wasser von der Anlage zugeführt, wird Luft aus dem Zwischenraum zwischen Behälterwand und Schlauch nach außen gelassen, um den Druck konstant zu halten. Ebneso wird bei abströmendem Heizmedium aus dem Schlauch der dadurch bedingte zusätzliche Raum im Ringspalt mit durch den Kompressor hereingepumpter Luft aufgefüllt.

Der Nachteil der bekannten Druckausgleichsvorrichtung ist nun darin zu sehen, daß der Behälter jeweils den gleichen Druck wie die Anlage selbst aufweist
Dadurch wird der Behälter nach den in Österreich geltenden Bestimmungen prüfpflichtig.
Dies führt selbstverständlich zu einer wesentlichen Verteuerung des Gerätes und der Wartung.
Bei einer weiteren bekannten Druckausgleichsvorrichtung ist vorgesehen, daß die Kammer mit der Außenluft in Verbindung steht, und der Ausgleichsbehälter über den Druck der Heizanlage regulierende Pump-und Ventileinrichtungen mit der Heizanlage verbunden ist, wobei die Volumsveränderung der Kammer abhängig von dem innerhalb des Ausgleichsbehälters herrschenden, von der Pumpe erzeugten Unterdruck erfolgt
Diese Druckausgleichsvorrichtung hat den Vorteil, daß der Behälter nur einen geringfügigen Bruchteil des Druckes der Heizanlage aufnehmen muß. Es kann daher mit einem nicht prüfpflichtigen Ausgleichsbehälter gearbeitet werden.
Bisher erfolgten bei derartigen Druckausgleichsvorrichtungen die Schaltbefehle direkt auf das Entlastungsventil bzw. auf die Pumpe.
Dieses Prinzip birgt bei manchen Anlagetypen und Anlagen mit wesentlichen Druckschwankungen die Problematik, daß das für die Dämpfung der Druckschwankungen vorgesehene Puffergefäß bei extremen Schwankungen nicht immer ausreicht, bzw. eine Komponente darstellt, die einer gewissen Wartung bedarf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckausgleichsvorrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessem, daß durch geringe Druckschwankungen in der Anlage ausge-gelöstes Rattern der Pumpe vermieden wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Elektronik-Steuereinrichtung die Pumpe druckabhängig einschaltet aber unabhängig vom Druck nach einer vorgegebenen Zeitspanne abschaltet
Da der Druckbehälter der Steuereinrichtung nur mehr zum Einschalten der Pumpe dient, wird der Pumpenlauf auch dadurch nicht beeinflußt, daß die Pumpe zeitweilig mehr Wasser an die Anlage liefert als diese aufnehmen kann.
Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die nach Unterschreitung eines vorgegebenen Unterdruckes der Anlage eingeschaltete Pumpe in der Anlage einen Überdruck aufbaut und daß anschließend das Überdruckventil geöffnet und Druck abgelassen wird, bis der gewünschte Betriebsdruck der Anlage erreicht ist
Die Zeitspanne für den Pumpenlauf beträgt vorzugsweise 2 Minuten.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen eingehend beschrieben, ohne jedoch auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt zu sein.
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung im Aufbau, und die Fig. 2 zeigt schematisch eine Druckausgleichsvorrichtung in Draufsicht
In den Zeichnungen ist die eigentliche Heizanlage jeweils nicht eingezeichnet, da sie nicht Gegenstand der Erfindung ist, und zum selbstverständlichen Wissen eines jeden Fachmanns gehört Ebenso kann die erfindungsgemäße Druckausgleichsvorrichtung bei den verschiedensten Heizanlagen Verwendung finden.
In den Zeichnungen ist mit 14 der eigentliche Ausgleichs behälter und mit 5 eine vor diesem angeordnete Elekronik-Steuereinrichtung bezeichnet Die Druckausgleichsvorrichtung steht über eine Leitung 15 mit der eigentlichen Heizanlage in Verbindung.
Das durch die Volumsausdehnung entstandene Mehrwasser wird über die Leitung 15 durch ein Druckventil 2 über die Leitung 16 dem Ausgleichsbehälter 14 zugeführt
Bei Druck-bzw. Volumsverminderung in der Heizanlage wird über einen Druckschalter 3 automatisch eine Pumpe 4 in Funktion gesetzt, die über die Leitungen 15, 17, 18 Wasser zurück in die Heizanlage pumpt Die Funktion der erfindungsgemäßen Druckausgleichsvorrichtung ist folgende:

Die Heizanlage wird auf ihren statischen Druck aufgefüllt, wobei ein eventueller Verdampfungsdruck bei Anlagen mit über 100°C berücksichtigt werden muß. In den Ausgleichsbehälter 14 wird über einen Füll-und Entlaerhahn Wasser in der Größenordnung von 20% des Gefäßvolumens eingefüllt Das Erreichen der 20 % kann dabei an der Wasserstandsanzeige 6 abgelesen werden. Der Druckschalter 3 wird auf den Sollwert d.i. statische Höhe plus 5 m eingestellt. Bei Anlagen für über 100°C muß der Verdampfungsdruck ebenfalls zugerechnet werden. d.h. der Sollwert wäre dann statische Höhe plus 5 m plus Verdampfungsdruck.

Wird die Anlage aufgeheizt, so entsteht dadurch ein Mehrvolumen des Wassers. Dies bedeutet gleichzeitig einen Druckanstieg, der vom Manometer 1 angezeigt wird. Bei Ansteigen des Druckes um 0,2 bar öffnet das Überströmventil 2 und läßt das Wassermehrvolumen über die Leitung 16 in die Blase 11 des Ausgleichsbehälters 14 strömen. Die Blase 11 bildet die Kammer mit veränderbarem Volumen. Durch das Überströmen des Wassers wird der Druck in der Anlage konstant gehalten.
Beim Abkühlen der Heizungsanlage entsteht ein Druckverlust, da sich das Wasservolumen verringert. Bei Abfallen des Druckes um 0,2 bar schließt der Druckschalter 3 den Stromkreis für die Pumpe 4. Diese fördert fehlendes Wasser aus dem Ausgleichsbehälter 14 in die Anlage zurück. Das dadurch bedingte Ansteigen des Druckes unterbricht jedoch nicht den Stromkreis für die Pumpe 4.
Gleichzeitig mit dem Einschalten der Pumpe 4 wird in der Elektronik-Steuerung 5 ein Zeitimpuls ausgelöst, der bewirkt, daß die Pumpe 4 nicht mehr druckabhängig, sondem zeitabhängig abgeschalten wird.
Dies hätte an sich zur Folge, daß der Anlagedruck über den gewählten maximalen Anlagedruck (beispielsweise 2,5 bar) ansteigen würde. Um dies zu verhindern, öffnet druckabhängig das Überströmventil 2 und leitet das zuviel geförderte Heizmedium in den Ausgleichsbehälter 14 zurück. Nach Ablauf der eingestellten Zeit (z.B. 2 min.) - schaltet die Pumpe 4 ab. Der im System aufgebaute minimale Überdruck wird über das Überströmventil 2 abgelassen und schließt ohne Druckschläge im System zu erzeugen, bei 2,2 bar.
Als Absicherung gegen einen Trockenlauf der Pumpe 4 ist im Gefäß eine Sonde 7 eingesetzt, die bei zu geringem Wasserinhalt das Einschalten bzw. Weiterlaufen der Pumpe 4 verhindert.
Als Sicherung gegen Überdruck bei Überfüllung des Ausgleichsbehälters 14 ist ein Sicherheitsventil mit einem Abblasedruck von 0,5 bar vorgesehen. Dieses Sicherheitsventil dient zur Abführung von überschüssigem Wasser, welches sich von der Atmosphäre abgeschlossen, in der Blase 11 befindet
Das Druckausgleichsgefäß 14 ist zur Atmosphäre hin offen. Die Entlüftungsöffnung 9 ist mit dem Überlauf des Sicherheitsventiles 8 verbunden, sodaß ein Überlauftrichter 10 montiert werden muß.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist die Blase 11 oben und unten durch einen Flansch ₁2 gehalten. Es ist dabei von besonderer Bedeutung, daß die Luft mit dem Heizmedium Wasser nicht in Berührung kommt.
Das Überströmventil 2, der Druckschalter 3, die Pumpe 4 und die Elektroniksteuerung ₅ sind in einem wartungsfreundlichen Kontrollkasten 13 untergebracht, der in den Figuren der Zeichnungen der besseren Übersicht halber getrennt gezeichnet ist.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß in die Elektronikschaltung 5 eine Schaltfunktion eingebaut ist, die bewirkt, daß die Pumpe sich auch außerhalb der Heizperiode alle fünf Tage für zwei Minuten einschaltet. Auf diese Art und Weise wird ein Austrocknen der Pumpe vermieden.
Es soll noch angeführt werden, daß die Erfindung selbstverständlich nicht auf die angegebenen Schaltwerte beschränkt ist, sondern daß diese jeweils nach den entsprechenden Erfordernissen gewählt werden können.

Claims

1. Druckausgleichsvorrichtung für Heizanlagen od. dgl., mit einem das Heizmedium aufnehmenden, gegenüber der Außenluft abgeschlossenen Ausgleichsbehälter, der über Leitungen mit der Heizanlage verbunden ist, wobei innerhalb des Ausgleichsbehälters eine gegenüber dem Ausgleichsbehälter abgeschlossene Kammer mit veränderbarem Volumen vorgesehen ist, die mit der Außenluft in Verbindung steht, und der Ausgleichsbehälter über eine den Druck der Heizanlage regulierende Pumpe und ein Überströmventil mit der Heizanlage in Verbindung steht, mit einer an einen Druckfühler angeschlossenen Elektronik-Steuereinrichtung für die Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik-Steuereinrichtung (5) die Pumpe (4) druckabhängig einschaltet, aber unabhängig vom Druck nach einer vorgegebenen Zeitspanne abschaltet.

2. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Unterschreitung eines vorgegebenen Unterdruckes der Anlage eingeschaltete Pumpe - (₄) in der Anlage einen Überdruck aufbaut, und daß dadurch das Überströmventil (2) geöffnet und Druck in den Ausgleichsbehälter abgelassen wird.

3. Druckausgleichsvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne zwischen 1 und 5 Minuten liegt, vorzugsweise 2 Minuten beträgt