EP0874201B2 - Baueinheit für eine Kompaktheizungsanlage - Google Patents

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EP0874201B2
EP0874201B2 EP98107184A EP98107184A EP0874201B2 EP 0874201 B2 EP0874201 B2 EP 0874201B2 EP 98107184 A EP98107184 A EP 98107184A EP 98107184 A EP98107184 A EP 98107184A EP 0874201 B2 EP0874201 B2 EP 0874201B2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
separator
construction unit
heating
unit according
dirt
Prior art date
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EP98107184A
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English (en)
French (fr)
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EP0874201B1 (de
EP0874201A2 (de
EP0874201A3 (de
Inventor
Niels Due Jensen
Bent Dossing
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Grundfos AS
Original Assignee
Grundfos AS
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Publication date
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Publication of EP0874201A2 publication Critical patent/EP0874201A2/de
Publication of EP0874201A3 publication Critical patent/EP0874201A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0874201B1 publication Critical patent/EP0874201B1/de
Publication of EP0874201B2 publication Critical patent/EP0874201B2/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
    • F24D3/105—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system pumps combined with multiple way valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/0095—Devices for preventing damage by freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/08—Arrangements for drainage, venting or aerating
    • F24D19/082—Arrangements for drainage, venting or aerating for water heating systems
    • F24D19/083—Venting arrangements
    • F24D19/085—Arrangement of venting valves for central heating radiators
    • F24D19/087—Arrangement of venting valves for central heating radiators automatic

Definitions

  • the invention relates to a structural unit for a compact heating system, in particular for a gas boiler with two heating circuits, one for space heating and one for hot water.
  • Building units of this type are nowadays increasingly being installed in compact heating systems, in particular in gas water heaters or heating units. They include in addition to the centrifugal pump unit usually other components, such as air separator, safety valve, changeover valve and the like. They are called a structural unit, d. H. designed as a mounting and mounting unit, so that a simple and space-saving arrangement is ensured within the heating system. Moreover, such a unit is easy to assemble and maintain, since accessibility to the otherwise tight installation space must be ensured only in a few central locations and otherwise completely replaced in the case of repair and factory or elsewhere overhauled by the specialist and reuse can be supplied.
  • An assembly comprising the features of the preamble of claim 1 is for example made EP 0 460 399 A2 known.
  • This known unit is intended for a gas boiler, which includes two heating circuits, one for the hot water and one for space heating, both of which are supplied by a common gas-heated primary heat exchanger with heat.
  • This known unit is provided for mounting in the flow of the primary heat exchanger and accordingly has an adjoining this flow inlet and two pressure ports, which are connected to the two heating circuits.
  • this unit has an air separator, which is connected to a return flow through which the return lines of the heating circuits are passed through the assembly.
  • a switching flap between the pump outlet and the two pressure ports is provided, which is controlled automatically depending on the direction of rotation of the impeller.
  • the invention has the object, a generic unit for a compact heating system so that it can be operated reliably for a long time with low maintenance, continue to have the unit as compact as possible and be as inexpensive as possible in the production.
  • This object is achieved according to the invention by the features listed in claim 1.
  • Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims and in the following description.
  • An essential constructive feature of the invention is that, in addition to the air separator, a dirt separator is provided which removes the circulated within a flow deposits from the circulation and thus contributes to the reliability of the entire system, and in addition with an air separator in a common Housing is arranged, which is arranged positionally oriented. Namely, this housing having the dirt separator and the air separator must be arranged substantially vertically, so that the air can escape upwards and the dirt can escape downwards. Such a vertical arrangement in a common housing is also particularly favorable, since the main lines in this area, for example a gas boiler, run in the same direction, whereby only little installation space is claimed.
  • the assembly according to the invention is also provided for incorporation in the return, which leads to a lower thermal stress on the components and, moreover, is less susceptible to cavitation-related noise developments.
  • This incorporation in the return also ensures that dirt and air, which are carried out of the heating circuit (the radiators) are excreted before entering the centrifugal pump assembly and thus can not affect its function.
  • a particularly compact structural unit is formed in that the switching element is arranged in the region between the dirt separator and the air separator, wherein according to the present invention, not both heating circuits are guided by dirt and air, but only provided for the space heating Heating circuit through the dirt separator and both heating circuits or one of these heating circuits through the air separator. Since both heating circuits are combined at least in the area of the primary heat exchanger, the separation of air and dirt in just one cycle is sufficient. It is expedient to arrange the dirt separator in the return of the heating circuit for space heating, since in this area, experience has shown that most often accumulates dirt. In order to prevent this dirt from entering the region of the switching element or the pump, the dirt separator is expediently arranged in front of it. Accordingly, the leading to the heating circuit for the space heating suction will advantageously connect laterally on the dirt trap.
  • the switching element is arranged in the area between dirt and air separator. It is expedient to have the second suction nozzle, which leads to the heating circuit for hot water preparation, to be connected in the region of this switching element. With such an arrangement it is ensured that the water flowing back from both heating circuits is still supplied to the air separator before it reaches the pump unit.
  • An air separation of both circuits may be appropriate, although it is basically sufficient to vent a circuit, namely the heating circuit for space heating.
  • the additional venting of the heating circuit for hot water preparation by the air separator is particularly advantageous because a independent of the operation of the space heating vent is guaranteed. Such a constellation arises, for example, in summer, when the space heating is switched off and the system is only used for hot water.
  • the lateral arrangement of the suction on the dirt trap and the air separator receiving housing is therefore advantageous because there is a good accessibility of the connections.
  • the assembly is usually mounted so that the free end face of the engine faces forward, while the actual pump and the underlying components between the mounting wall and the engine are arranged. This area is narrow and difficult to access.
  • the switching element is designed as a switching flap.
  • an electromagnet for controlling the switching flap is integrated into the structural unit.
  • this also allows the operation of the pump with high efficiency, since a reversal of direction is not required.
  • centrifugal pump assembly is located next to the air separator, because then the exiting from the air separator liquid can be supplied to the pump on the shortest path.
  • the dirt separator is designed as a cyclone separator, wherein a removable vessel should be provided on the underside of the housing, in which the dirt collects and which can be emptied.
  • the air separator is advantageously designed as a gravity separator, so that the arrangement of the air separator at the upper end of the common housing supports its function and result in only short flow paths within the unit.
  • connection between the suction mouth of the pump and air separator may be formed by an approximately radially arranged opening of the air separator, which opens into the suction port of the pump.
  • the common housing are arranged in the dirt and air and separator and the switching element, allows an extremely space-saving design with short flow paths.
  • further connections may be provided, for example for receiving an overflow valve and for receiving a pressure relief valve.
  • the connection for the overflow valve is connected to the flow line of the boiler.
  • the pressure relief valve opens either to the outside or is supplied via a hose to a drain line or a collecting vessel.
  • heating system consists essentially of a gas-heated primary heat exchanger 1, a secondary heat exchanger 2 for hot water and a secondary heat exchanger 3 for space heating (radiator).
  • the secondary heat exchangers 2, 3 form essential components of heating circuits, which are brought together in the region of the primary heat exchanger 1 and are controlled and circulated by a structural unit 4.
  • the unit 4 is in the Fig. 2 to 4 shown in detail and includes a centrifugal pump assembly with an electric drive motor 5 and a driven centrifugal pump 6, which is connected via a flange 7 fixed to the electric motor 5.
  • the assembly 4 includes a dirt separator 8 and an air separator 9 and a switching member 10 in the form of an electromagnetically controlled switching flap.
  • the structural design of the unit 4 results in particular from the illustrations according to the Fig. 2 to 4 ,
  • the electric motor has, as usual with pump units of this type, a substantially cylindrical housing with laterally mounted terminal box 13, in which the electrical connection cable is clamped.
  • the centrifugal pump 6 is attached to the electric motor.
  • the centrifugal pump has an approximately tangentially arranged discharge nozzle 14 and on the side facing away from the motor 5 a coaxial with the impeller axis arranged suction mouth.
  • the suction port of the pump housing is extended and opens approximately tangentially in the cylindrical there formed air separator 9.
  • the air separator is closed at its top by a screwed and sealed by a seal lid 15 having a central opening 16 which is for receiving a known Quick exhaust is provided.
  • the air separator 9 is designed as a combined centrifugal and gravitational separator.
  • the effluent from a central inner tube 17 liquid is deflected by 180 °, to then flow into the suction port of the pump 6. During this deflection process, the air is deposited upwards, where it escapes through the quick exhaust to the outside.
  • the inner tube 17 opens into a provided under the air separator 9 chamber 18 in which the switching flap 10 is guided.
  • this chamber 18 opens a suction nozzle 19 which is provided for connection of the return line of the secondary heat exchanger 2.
  • the opening in the chamber 18 free end of the suction nozzle 19 is closed by the force of a spring 20 which acts in a lateral housing part, a lever 21, the other end of the switching valve 10 forms and this kraftbeaufschlagt and pressure-tight by an elastic wall 22 is.
  • the lever 21 On the side facing away from the spring 20, the lever 21 is acted upon by the electromagnet 12 which, when actuated, moves the lever counter to the force of the spring 20 and moves the flap 10 such that the suction port 19 is connected to the chamber 18. In this position, a likewise opening into the chamber 18 channel 24 is closed or throttled.
  • This channel 24 connects an inner tube 25 of the same under the chamber 18 to the air separator 9 arranged Schmutzabscheiders 8 with the chamber 18.
  • the dirt separator 8 has a substantially cylindrical outer housing similar to that of the air separator 9, which is open at the bottom and can be closed by a screw-on cup-shaped container 25.
  • the dirt separator 8 is designed as a cyclone separator, accordingly, an inlet opening is provided approximately tangentially in the cylindrical side wall, which is formed as a suction nozzle 26 of the assembly 4 and which is provided for connection of the coming from the secondary heat exchanger 3 return line.
  • the substantially cylindrical housing of dirt separator 8 and 9 air separator is interrupted by the chamber surrounding the housing 18, wherein the entire common housing, which also includes the pump housing, integrally formed and is arranged vertically and transversely to the impeller axis.
  • auxiliary nozzle 27 To the chamber 18 includes laterally (in Fig. 4 on the left side) to an auxiliary nozzle 27, in which a not shown in detail pressure relief valve 28 is screwed, the output of which flows into the open or can be discharged via a hose.
  • auxiliary nozzle 29 is provided for connection to a line coming from the flow of the primary heat exchanger 1.
  • the overflow valve whose operation and use are known per se (protection for boilers), is adjustable.
  • an access opening 30 is laterally provided on the dirt separator 8, into which a tool can be inserted, with which the adjustment can be made.
  • the above-described embodiment has a one-piece to the lid, container and other moving parts, made of injection molded housing, which is inexpensive to manufacture, especially in mass production and allows a very compact design.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Baueinheit für eine Kompaktheizungsanlage, insbesondere für eine Gastherme mit zwei Heizkreisen, einem für die Raumheizung und einem für die Warmwasserbereitung.
  • Baueinheiten dieser Art werden heutzutage vermehrt in Kompaktheizungsanlagen, insbesondere in Gasthermen oder Heizungsunits eingebaut. Sie umfassen neben dem Kreiselpumpenaggregat in der Regel weitere Bauteile, wie beispielsweise Luftabscheider, Sicherheitsventil, Umschaltventil und dergleichen. Sie werden als Baueinheit, d. h. als Einbau- und Montageeinheit konzipiert, so daß eine einfache und platzsparende Anordnung innerhalb der Heizungsanlage gewährleistet ist. Darüberhinaus ist eine solche Baueinheit montage- und wartungsfreundlich, da nur an wenigen zentralen Stellen die Zugänglichkeit zu dem sonst engen Einbauraum gewährleistet sein muß und im übrigen im Reparaturfall die Baueinheit komplett ausgetauscht und werkseitig oder anderenorts vom Spezialisten überholt und einer Wiederverwendung zugeführt werden kann.
  • Eine Baueinheit, die die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufweist, ist beispielsweise aus EP 0 460 399 A2 bekannt. Diese bekannte Baueinheit ist für eine Gastherme vorgesehen, die zwei Heizkreise beinhaltet, und zwar einen für die Warmwasserbereitung und einen für die Raumheizung, die beide durch einen gemeinsamen gasbeheizten Primärwärmetauscher mit Wärme versorgt werden. Diese bekannte Baueinheit ist zur Montage im Vorlauf des Primärwärmetauschers vorgesehen und weist demgemäß einen an diesen Vorlauf anschließenden Saugstutzen und zwei Druckstutzen auf, die an die beiden Heizkreise angeschlossen sind. Weiterhin weist diese Baueinheit einen Luftabscheider auf, der an eine Rückströmkammer angeschlossen ist, durch welche die Rücklaufleitungen der Heizkreise durch die Baueinheit geführt sind. Darüberhinaus ist bei dieser bekannten Baueinheit eine Umschaltklappe zwischen dem Pumpenausgang und den beiden Druckstutzen vorgesehen, die in Abhängigkeit der Drehrichtung des Kreiselrades selbsttätig gesteuert ist.
  • Eine solche aus EP 0 460 399 A2 bekannte Baueinheit hat sich grundsätzlich bewährt, kann jedoch in besonderen Fällen zu Problemen führen. So ist die Schaltkraft auf die Umschaltklappe nicht sehr hoch, was schon bei geringen Verschmutzungen im System dazu führen kann, daß diese nicht mehr zuverlässig schaltet. Die Drehrichtungsumkehr des Kreiselrades bedingt zudem, daß zumindest in einer Drehrichtung mit deutlich schlechterem Wirkungsgrad als üblich gefördert wird. Auch das nochmalige Durchführen der Rücklaufströme durch die Baueinheit zum Zwecke der Entlüftung bedingt eine zusätzliche Verrohrung in diesem Bereich, wodurch der Montageaufwand erhöht wird.
  • Aus US 4 940 473 A ist ein kombinierter Luft-/Schmutzabscheider mit einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse bekannt, bei dem der Luftabscheider oben und der Schmutzabscheider unten im Gehäuse angeordnet sind. Angeschlossen wird dieser über seitliche Leitungsanschlüsse, es bedarf also einer gesonderten Verrohrung innerhalb einer Heizungsanlage.
  • Vor diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Baueinheit für eine Kompaktheizungsanlage so weiterzubilden, daß sie über lange Zeit mit geringem Wartungsaufwand zuverlässig betreibbar ist, weiterhin soll die Baueinheit eine möglichst kompakte Gestalt aufweisen und möglichst kostengünstig in der Herstellung sein. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
  • Ein wesentliches konstruktives Merkmal der Erfindung liegt darin, daß zum einen neben dem Luftabscheider auch ein Schmutzabscheider vorgesehen ist, der die innerhalb eines Förderstromes umgewälzten Ablagerungen aus dem Kreislauf entfernt und somit zur Betriebssicherheit des gesamten Systems beiträgt, und der darüberhinaus mit einem Luftabscheider in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist, das lageorientiert angeordnet ist. Und zwar muß dieses den Schmutzabscheider und den Luftabscheider aufweisende Gehäuse im wesentlichen vertikal angeordnet sein, so daß die Luft nach oben und der Schmutz nach unten entweichen kann. Eine solche vertikale Anordnung in einem gemeinsamen Gehäuse ist darüberhinaus besonders günstig, da auch die Hauptleitungen in diesem Bereich, beispielsweise einer Gastherme, in gleicher Richtung verlaufen, wodurch nur wenig Einbauraum beansprucht wird. Darüberhinaus ergibt sich nahezu zwangsläufig an der Ober- und Unterseite dieses Gehäuses auch in Einbaulage ein Freiraum, der oben zum Aufsetzen eines Schnellentlüfters und unten dazu nutzbar ist, den Schmutzsammelbehälter auch in Einbaulage zugänglich zu halten. Konstruktiv ist die erfindungsgemäße Baueinheit darüberhinaus zur Eingliederung in den Rücklauf vorgesehen, was zu einer geringeren thermischen Beanspruchung der Bauteile führt und darüberhinaus weniger anfällig für kavitationsbedingte Geräuschentwicklungen ist. Durch diese Eingliederung im Rücklauf wird zudem sichergestellt, dass Schmutz und Luft, die aus dem Heizkreis (den Heizkörpern) mitgeführt werden, vor Eintritt in das Kreiselpumpenaggregat ausgeschieden werden und somit dessen Funktion nicht beeinträchtigen können.
  • Eine besonders kompakte Baueinheit wird dadurch gebildet, daß das Schaltorgan im Bereich zwischen Schmutzabscheider und Luftabscheider angeordnet wird, wobei gemäß der vorliegenden Erfindung nicht beide Heizkreisläufe durch Schmutz- und Luftabscheider geführt werden, sondern nur der für die Raumheizung vorgesehene Heizkreis durch den Schmutzabscheider und beide Heizkreise oder einer dieser Heizkreise durch den Luftabscheider. Da beide Heizkreisläufe zumindest im Bereich des Primärwärmetauschers vereint sind, genügt die Abscheidung von Luft und Schmutz in nur einem Kreislauf. Dabei ist es zweckmäßig, den Schmutzabscheider im Rücklauf des Heizkreises für die Raumheizung anzuordnen, da in diesem Bereich schon erfahrungsgemäß am häufigsten Schmutz anfällt. Um zu verhindern, daß dieser Schmutz in den Bereich des Schaltorganes oder der Pumpe gelangt, wird der Schmutzabscheider zweckmäßigerweise davor angeordnet. Demgemäß wird der zum Heizkreis für die Raumheizung führende Saugstutzen vorteilhaft am Schmutzabscheider seitlich anschließen.
  • Das Schaltorgan ist im Bereich zwischen Schmutz- und Luftabscheider angeordnet. Es ist zweckmäßig, den zweiten Saugstutzen, der zum Heizkreis für die Warmwasserbereitung führt, im Bereich dieses Schaltorgans anschließen zu lassen. Bei einer solchen Anordnung ist gewährleistet, daß das aus beiden Heizkreisen rückströmende Wasser noch dem Luftabscheider zugeführt wird, bevor es das Pumpenaggregat erreicht. Eine Luftabscheidung beider Kreisläufe kann zweckmäßig sein, gleichwohl es grundsätzlich ausreicht, einen Kreislauf, nämlich den Heizkreislauf für die Raumheizung zu entlüften. Die zusätzliche Entlüftung des Heizkreises für die Warmwasserbereitung durch den Luftabscheider ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil eine vom Betrieb der Raumheizung unabhängige Entlüftung gewährleistet wird. Eine solche Konstellation ergibt sich beispielsweise im Sommer, wenn die Raumheizung abgeschaltet ist und die Anlage lediglich zur Warmwasserbereitung dient.
  • Die seitliche Anordnung der Saugstutzen an dem den Schmutzabscheider und den Luftabscheider aufnehmenden Gehäuse ist deshalb so vorteilhaft, weil dort eine gute Zugänglichkeit der Anschlüsse gegeben ist. Bei einer Gastherme beispielsweise wird die Baueinheit üblicherweise so montiert, daß die freie Stirnseite des Motors nach vorne weist, während die eigentliche Pumpe und die dahinterliegenden Bauteile zwischen der Montagewand und dem Motor angeordnet sind. Dieser Bereich ist eng und nur schwer zugänglich.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltorgan als Schaltklappe ausgebildet. Um ausreichend hohe Schaltkräfte und damit eine zuverlässige Funktion zu gewährleisten, ist ein Elektromagnet zur Steuerung der Schaltklappe in die Baueinheit integriert. Neben der hohen Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit einer solchen elektromagnetisch betätigten Schaltklappe, die im übrigen lageunabhängig eingebaut werden kann, ermöglicht diese darüberhinaus den Betrieb der Pumpe mit hohem Wirkungsgrad, da eine Drehrichtungsumkehr nicht erforderlich ist.
  • Da Schmutz- und Luftabscheider in einem gemeinsamen Gehäuse im wesentlichen vertikaler Einbaulage angeordnet sind, ist es zweckmäßig, daß das Kreiselpumpenaggregat neben dem Luftabscheider angeordnet ist, da dann nämlich die aus dem Luftabscheider austretende Flüssigkeit auf kürzestem Wege der Pumpe zugeführt werden kann.
  • Zweckmäßigerweise ist der Schmutzabscheider als Zyklonabscheider ausgebildet, wobei ein abnehmbares Gefäß an der Unterseites des Gehäuses vorgesehen sein sollte, in dem sich der Schmutz sammelt und das entleerbar ist.
  • Der Luftabscheider hingegen wird vorteilhaft als Schwerkraftabscheider ausgebildet, so daß die Anordnung des Luftabscheiders am oberen Ende des gemeinsamen Gehäuses seine Funktion unterstützt und sich nur kurze Strömungswege innerhalb der Baueinheit ergeben.
  • Die Verbindung zwischen Saugmund der Pumpe und Luftabscheider kann durch eine etwa radial angeordnete Öffnung des Luftabscheiders gebildet sein, die im Sauganschluß der Pumpe mündet. Das gemeinsame Gehäuse, in dem Schmutzabscheider und Luftabscheider sowie das Schaltorgan angeordnet sind, ermöglicht eine extrem raumsparende Konstruktion mit kurzen Strömungswegen. In dem gemeinsamen Gehäuse können weitere Anschlüsse vorgesehen sein, beispielsweise zur Aufnahme eines Überströmventils und zur Aufnahme eines Überdruckventils. Der Anschluß für das Überströmventil wird mit der Vorlaufleitung des Kessels verbunden. Das Überdruckventil mündet entweder ins Freie oder wird über einen Schlauch einer Abflußleitung oder einem Sammelgefäß zugeführt.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    in stark vereinfachter Darstellung ein Schaltbild einer Gastherme der erfindungsgemäßen Baueinheit,
    Fig. 2:
    eine perspektivische Ansicht der Baueinheit nach Fig. 1,
    Fig. 3:
    eine perspektivische Ansicht wie Fig. 2, jedoch aus entgegengesetzter Richtung,
    Fig. 4:
    eine perspektivische Ansicht gemäß Fig. 2 mit im Längsschnitt dargestellten Schmutz- und Luftabscheider.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Heizungsanlage besteht im wesentlichen aus einem gasbeheizten Primärwärmetauscher 1, einem Sekundärwärmetauscher 2 für die Warmwasserbereitung und einem Sekundärwärmetauscher 3 für die Raumheizung (Heizkörper). Die Sekundärwärmetauscher 2, 3 bilden wesentliche Bestandteile von Heizkreisläufen, die im Bereich des Primärwärmetauschers 1 zusammengeführt sind und über eine Baueinheit 4 gesteuert und umgewälzt werden.
  • Die Baueinheit 4 ist in den Fig. 2 bis 4 im einzelnen dargestellt und beinhaltet ein Kreiselpumpenaggregat mit einem elektrischen Antriebsmotor 5 und einer davon angetriebenen Kreiselpumpe 6, die über einen Flansch 7 fest mit dem Elektromotor 5 verbunden ist. Darüberhinaus beinhaltet die Baueinheit 4 einen Schmutzabscheider 8 und einen Luftabscheider 9 sowie ein Schaltorgan 10 in Form einer elektromagnetisch gesteuerten Schaltklappe.
  • Die Funktion einer solchen Heizungsanlage ist an sich bekannt. Im reinen Raumheizungsbetrieb wird Flüssigkeit im Primärwärmetauscher 1 (Kessel) beispielsweise durch das Verbrennen von Gas erhitzt. Die Flüssigkeit gelangt über ein Rohrleitungssystem zu Heizkörpern für die Raumheizung, die in Fig. 1 als Sekundärwärmetauscher 3 dargestellt sind. Das aus den Heizkörpern zurücklaufende abgekühlte Wasser gelangt in der Baueinheit 4 zunächst in einen Schmutzabscheider 8, dann in einen Luftabscheider 9 und schließlich durch die Pumpe 6 wieder in den Primärwärmetauscher 1 zur Aufheizung. Der Sekundärwärmetauscher 2 für die Warmwasserbereitung ist dabei außer Funktion, die in der Baueinheit 4 mündende Rücklaufleitung ist durch die Schaltklappe 10, die in dieser Stellung federkraftbeaufschlagt ist, abgesperrt.
  • Wenn an einer Zapfstelle 11 Wasser entnommen wird, so wird dies durch eine entsprechende Sensorik erkannt und die Klappe 10 entgegen Federkraft mit Hilfe eines Elektromagneten 12 umgesteuert. Je nach Ausgestaltung der Klappe 10 erfolgt dann eine Umschaltung auf den Heizkreis für die Warmwasserbereitung bzw. eine Zuschaltung desselben. Dann gelangt aus dem Sekundärwärmetauscher 2 rücklaufendes Wasser durch die geöffnete Klappe 10 in den darüberliegenden Luftabscheider 9, dann zur Pumpe 6 und von dort zum Primärwärmetauscher 1 und wieder zum Sekundärwärmetauscher 2, in dem das zur Entnahme vorgesehene Wasser gewärmt wird.
  • Der konstruktive Aufbau der Baueinheit 4 ergibt sich insbesondere aus den Darstellungen nach den Fig. 2 bis 4. Der Elektromotor weist, wie bei Pumpenaggregaten dieser Art üblich, ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse mit seitlich aufgesetztem Klemmenkasten 13 auf, in dem das elektrische Anschlußkabel angeklemmt ist. Über den Flansch 7 ist die Kreiselpumpe 6 mit dem Elektromotor befestigt. Die Kreiselpumpe weist einen etwa tangential angeordneten Druckstutzen 14 auf sowie auf der dem Motor 5 abgewandeten Seite einen koaxial zur Laufradachse angeordneten Saugmund. Der Sauganschluß des Pumpengehäuses ist verlängert und mündet etwa tangential in dem dort zylindrisch ausgebildeten Luftabscheider 9. Der Luftabscheider ist an seiner Oberseite durch einen aufgeschraubten und mittels einer Dichtung abgedichteten Deckel 15 abgeschlossen, der eine zentrale Öffnung 16 aufweist, die zur Aufnahme eines an sich bekannten Schnellentlüfters vorgesehen ist. Der Luftabscheider 9 ist als kombinierter Flieh- und Schwerkraftabscheider ausgebildet. Die aus einem zentralen inneren Rohr 17 ausströmende Flüssigkeit wird um 180° umgelenkt, um dann in den Sauganschluß der Pumpe 6 zu strömen. Während dieses Umlenkvorganges wird die Luft nach oben abgeschieden, wo sie durch den Schnellentlüfter ins Freie entweicht.
  • Das innere Rohr 17 mündet in einer unter dem Luftabscheider 9 vorgesehenen Kammer 18, in der die Schaltklappe 10 geführt ist. In dieser Kammer 18 mündet ein Saugstutzen 19, der zum Anschluß der Rücklaufleitung des Sekundärwärmetauschers 2 vorgesehen ist. Das in der Kammer 18 mündende freie Ende des Saugstutzens 19 wird durch die Kraft einer Feder 20 verschlossen, die in einem seitlichen Gehäuseteil einen Hebel 21 beaufschlagt, dessen anderes Ende die Schaltklappe 10 bildet bzw. diese kraftbeaufschlagt und der druckdicht durch eine elastische Wand 22 geführt ist. An der der Feder 20 abgewandten Seite ist der Hebel 21 durch den Elektromagneten 12 beaufschlagt, der bei Betätigung den Hebel entgegen der Kraft der Feder 20 bewegt und die Klappe 10 derart bewegt, daß der Saugstutzen 19 mit der Kammer 18 verbunden wird. In dieser Stellung ist ein ebenfalls in die Kammer 18 mündender Kanal 24 verschlossen oder gedrosselt.
  • Dieser Kanal 24 verbindet ein Innenrohr 25 des unter der Kammer 18 achsgleich zum Luftabscheider 9 angeordneten Schmutzabscheiders 8 mit der Kammer 18. Der Schmutzabscheider 8 weist ein im wesentlichen zylindrisches Außengehäuse ähnlich dem des Luftabscheiders 9 auf, das nach unten hin offen ausgebildet und durch einen aufschraubbaren becherförmigen Behälter 25 abschließbar ist. Der Schmutzabscheider 8 ist als Zyklonabscheider ausgebildet, demgemäß ist in der zylindrischen Seitenwand etwa tangential eine Eintrittsöffnung vorgesehen, die als Saugstutzen 26 der Baueinheit 4 ausgebildet ist und die zum Anschluß der vom Sekundärwärmetauscher 3 kommenden Rücklaufleitung vorgesehen ist.
  • Bei der anhand der Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform wird das im wesentlichen zylindrische Gehäuse von Schmutzabscheider 8 und Luftabscheider 9 durch das die Kammer 18 umgebende Gehäuse unterbrochen, wobei das gesamte gemeinsame Gehäuse, das auch das Pumpengehäuse umfaßt, einstückig ausgebildet und vertikal und quer zur Laufradachse angeordnet ist.
  • An die Kammer 18 schließt seitlich (in Fig. 4 auf der linken Seite) ein Hilfsstutzen 27 an, in dem ein nicht im einzelnen dargestelltes Überdruckventil 28 eingeschraubt ist, dessen Ausgang ins Freie mündet oder über einen Schlauch abführbar ist.
  • Weiterhin mündet rückseitig (s. Fig. 3) etwa parallel zur Laufradachse ein weiterer Hilfsstutzen 29, der über ein nicht dargestelltes Überströmventil ebenfalls mit der Kammer 18 verbunden ist. Dieser Hilfsstutzen 29 ist zur Verbindung mit einer vom Vorlauf des Primärwärmetauschers 1 kommenden Leitung vorgesehen. Das Überströmventil, dessen Funktionsweise und Einsatz an sich bekannt (Schutz für Kessel) sind, ist einstellbar. Hierzu ist seitlich am Schmutzabscheider 8 eine Zugangsöffnung 30 vorgesehen, in die ein Werkzeug einführbar ist, mit der die Einstellung vorgenommen werden kann.
  • Die vorbeschriebene Ausführungsform weist ein bis auf Deckel, Behälter und sonstige bewegliche Teile einstückiges, aus Spritzguß gefertigtes Gehäuse auf, des insbesondere in der Großserie kostengünstig zu fertigen ist und einen sehr kompakten Aufbau ermöglicht.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 -
    Primärwärmetauscher
    2 -
    Sekundärwärmetauscher für Warmwasserbereitung
    3 -
    Sekundärwärmetauscher für Raumheizung
    4 -
    Baueinheit nach Fig. 1 bis 4
    5 -
    Elektromotor
    6 -
    Kreiselpumpe
    7 -
    Flansch
    8 -
    Schmutzabscheider
    9 -
    Luftabscheider
    10 -
    Schaltklappe
    11 -
    Zapfstelle
    12 -
    Elektromagnet
    13 -
    Klemmenkasten
    14 -
    Druckstutzen
    15 -
    Deckel
    16 -
    Öffnung
    17 -
    Inneres Rohr
    18 -
    Kammer
    19 -
    Saugstutzen für Warmwasserkreis
    20 -
    Feder
    21 -
    Hebel
    22 -
    Wand
    23 -
    Inneres Rohr
    24 -
    Kanal
    25 -
    Behälter
    26 -
    Saugstutzen für Raumheizungskreis
    27 -
    Hilfsstutzen
    28 -
    Überdruckventil
    29 -
    Hilfsstutzen
    30 -
    Zugangsöffnung

Claims (10)

  1. Baueinheit für eine Kompaktheizungsanlage, insbesondere für eine Gastherme mit zwei Heizkreisen, einem für die Raumheizung und einem für die Warmwasserbereitung,
    - mit einem Kreiselpumpenaggregat (5, 6),
    - mit einem Luftabscheider (9),
    - mit einem Schaltorgan (10) zur Beaufschlagung des einen oder anderen Heizkreises,
    - mit einem ersten (19) und einem zweiten Saugstutzen (26) und
    - mit einem Druckstutzen (14),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein Schmutzabscheider (8) vorgesehen ist und dass der Schmutzabscheider (8) und der Luftabscheider (9) übereinander in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, das im Wesentlichen vertikal ausgerichtet und quer zur Laufradachse des Kreiselpumpenaggregats (5, 6) angeordnet ist,
    - das Schaltorgan (10) im Bereich zwischen Schmutzabscheider (8) und Luftabscheider (9) angeordnet ist und
    - im Betrieb der Baueinheit Wasser aus dem einen Heizkreis innerhalb der Baueinheit zunächst in den Schmutzabscheider (8), dann durch das Schaltorgan (10) in den Luftabscheider (9) und schließlich durch das Kreiselpumpenaggregat (5, 6) wieder in den Heizkreis gelangt.
  2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Heizkreis für die Raumheizung führende zweite Saugstutzen (26) am Schmutzabscheider (8) seitlich anschließt.
  3. Baueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Heizkreis für die Warmwasserbereitung führende erste Saugstutzen (19) im Bereich des Schaltorgans (10) an das den Schmutzabscheider (8) und den Luftabscheider (9) aufnehmende Gehäuse anschließt.
  4. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstutzen (14) kreiselpumpenseitig angeordnet ist.
  5. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltorgan als Schaltklappe (10) ausgebildet ist, die elektromagnetisch steuerbar ist.
  6. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kreiselpumpenaggregat (5, 6) neben dem Luftabscheider (9) angeordnet ist.
  7. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Schmutzabscheider (8) als Zyklonabscheider ausgebildet ist.
  8. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftabscheider (9) als Schwerkraftabscheider ausgebildet ist.
  9. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse im Bereich des Luftabscheiders (9) eine seitliche Öffnung aufweist, die an den Saugmund (33) des Kreiselpumpenaggregats (6) anschließt.
  10. Baueinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmutz- (8) und der Luftabscheider (9) zu zwei Seiten innerhalb eines im Wesentlichen zylindrischen Gehäuses (35) angeordnet sind.
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