EP3974061A1 - Temperiergerät mit befüllungssystem, dessen verwendung und verfahren zum befüllen - Google Patents

Temperiergerät mit befüllungssystem, dessen verwendung und verfahren zum befüllen Download PDF

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EP3974061A1
EP3974061A1 EP21197969.5A EP21197969A EP3974061A1 EP 3974061 A1 EP3974061 A1 EP 3974061A1 EP 21197969 A EP21197969 A EP 21197969A EP 3974061 A1 EP3974061 A1 EP 3974061A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filling
temperature control
valve
gas
expansion tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21197969.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Ullenbruch
Jona Decker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lauda Dr R Wobser GmbH and Co KG
Original Assignee
Lauda Dr R Wobser GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lauda Dr R Wobser GmbH and Co KG filed Critical Lauda Dr R Wobser GmbH and Co KG
Publication of EP3974061A1 publication Critical patent/EP3974061A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F24D3/1083—Filling valves or arrangements for filling
    • 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
    • F24D3/1008—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system expansion tanks
    • F24D3/1016—Tanks having a bladder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/188—Water-storage heaters with means for compensating water expansion

Definitions

  • the invention relates to a temperature control device for temperature control of an external process and a method for filling a line system of a temperature control device.
  • Temperature control devices for temperature control of external processes are known from the prior art.
  • process thermostats are used in which a temperature-controlled heat transfer fluid is pumped to an external application in a closed circuit.
  • a temperature control medium tank or an expansion tank is often provided in the temperature control device, in particular for absorbing a change in volume of the liquid as a function of the operating temperature.
  • temperature control devices and in particular the expansion tank of the temperature control device, are filled from above, for example by means of a filling funnel.
  • a canister filled with a temperature control medium is usually lifted onto the device to enable filling.
  • temperature control devices can have a height of, for example, 1.5 m, 2 m or even more.
  • a ladder or crane is therefore often required to lift the canister onto the device.
  • the filling of the temperature control device is therefore expensive, especially in the case of tall devices.
  • filling from above is very slow and the level has to be monitored constantly.
  • Another option for filling temperature control units is to provide a liquid pump for sucking in the temperature control medium.
  • a liquid pump for sucking in the temperature control medium.
  • the object of the invention is to provide a temperature control device that is improved compared to the prior art for temperature control of an external process and an improved method for filling a line system of a temperature control device.
  • the object is achieved, for example, by a temperature control device for temperature control of an external process according to claim 1 or by a method for filling a line system of a temperature control device according to claim 11. Further developments of the method or the device are specified in the dependent claims.
  • One aspect relates to a temperature control device for temperature control of an external process with a line system comprising a filling valve for connecting a filling container and an equalizing container.
  • the temperature control unit also has a gas connection arranged on the expansion tank for the optional admission of pressurized gas to the expansion tank during normal operation, as well as a filling system for sucking a liquid temperature control medium into the line system via the filling valve, comprising a vacuum device fluidly connected to the gas connection for generating a vacuum Negative pressure in the line system during a filling operation.
  • the line system includes a heat exchanger for temperature control of the liquid temperature control medium that is in normal operation in the line system.
  • the temperature control device can correspond to one of the following devices: process thermostat, water chiller and temperature control station.
  • the temperature control device is preferably a process thermostat.
  • Further embodiments include a line system with heating and/or cooling for temperature control of the temperature control medium.
  • the temperature control device is set up to be connected to an external apparatus in order to form an external temperature control circuit and thus to control the temperature of the external process.
  • the temperature control circuit is formed by the line system and the external equipment.
  • the line system can Have flow port and a return port for connecting to the external apparatus.
  • the line system can also have a heater for heating the temperature control medium, a heat exchanger and/or a liquid pump for conveying the temperature control medium in the temperature control circuit.
  • the temperature control circuit is operated at high temperatures, at which the temperature control medium can have a high vapor pressure.
  • the temperature control unit, and in particular the line system and the expansion tank, are typically set up to form a high-pressure temperature control circuit.
  • the line system, and in particular the expansion tank is designed to be pressure-resistant.
  • the temperature control circuit can be pressurized with a pressure of up to 4.5 bar above atmospheric pressure.
  • the expansion tank is preferably arranged above the other components of the line system, such as the heater, the liquid pump, the heat exchanger and a supply line and a return line of the line system.
  • the expansion tank is a reservoir for providing temperature control medium to the line system or the temperature control circuit and can be provided to compensate for a change in volume of the temperature control medium in the temperature control circuit in the event of a temperature change.
  • the expansion tank is typically connected to the supply line and/or the return line, and is therefore also fluidly connected to the temperature control circuit.
  • the temperature control device can be set up to be acted upon during normal operation, in particular in the case of high-temperature applications, with gas which is under overpressure.
  • the pressurized gas can be compressed air or nitrogen, for example.
  • a gas connection is provided on the equalizing tank for charging with gas that is under overpressure.
  • the gas connection is typically arranged on an upper side of the expansion tank, in particular in an upper wall section of the expansion tank.
  • the temperature control device has a filling system that is set up to fill the expansion tank and thus the temperature control circuit with the temperature control medium to fill up.
  • the filling system is fluidly connected to the gas connection of the expansion tank.
  • the filling system has a vacuum device which is set up to generate a negative pressure in the expansion tank.
  • the filling valve and/or a filling connection of the line system for connecting the filling container can be arranged on an underside or a side wall of the temperature control device.
  • the filling valve and/or the filling connection is/are typically arranged on a lower section of the side wall of the temperature control device.
  • lifting the filling container onto the temperature control device during a filling operation can be dispensed with.
  • no crane or ladder is required to fill up the temperature control circuit and the surge tank.
  • the filling container can be arranged laterally next to or at a distance from the temperature control device.
  • the filling operation can be carried out significantly faster than in the case of temperature control devices known in the prior art.
  • the temperature control medium can easily spill during the filling operation.
  • spillage is significantly less likely since there is only one connection of the filling container.
  • the filling operation disclosed herein is thus "cleaner".
  • the amount of air or gas in the line system, in particular in the temperature control circuit and/or the supply and return line, is significantly reduced by filling the expansion tank using negative pressure, so that subsequent venting or degassing during commissioning is almost completely eliminated. This results in additional time savings and reduced effort.
  • the filling system has a suction line which establishes a fluid connection between the vacuum device and the gas connection of the expansion tank.
  • the vacuum device may be one selected from a vacuum ejector, a vacuum pump, an electric vacuum generator, or a vacuum blower.
  • the vacuum device is preferably a vacuum ejector.
  • the vacuum ejector is set up to build up a negative pressure in the intake line and at the gas connection of the expansion tank when gas under overpressure is supplied to the vacuum ejector.
  • the vacuum device, and in particular the vacuum ejector is set up to generate a negative pressure (relative to the ambient pressure) of at least 0.1 bar, preferably at least 0.2 bar, and even more preferably at least 0.3 bar in the expansion tank.
  • the filling system has a gas connection line for connection to a gas source.
  • the gas source can be, for example, a compressed air source or a nitrogen source with an overpressure, preferably of at least 3 bar, more preferably at least 4.5 bar.
  • the gas connection line can create a fluid connection between the vacuum device, in particular the vacuum ejector, and the gas source.
  • the filling system has a gas outlet line for discharging the gas that is under overpressure and gas sucked in from the expansion tank.
  • the gas outlet line is fluidly connected to the vacuum device, in particular the vacuum ejector.
  • the vacuum ejector has a jet nozzle arranged between the gas connection line and the gas outlet line.
  • a cross section of the jet nozzle narrows, in particular continuously, in the direction of flow.
  • the vacuum ejector can have a chamber downstream of the jet nozzle, with a cross section of the chamber widening in the direction of flow.
  • the chamber can be connected to the suction line via a suction port.
  • the vacuum ejector can also be a multi-stage vacuum ejector.
  • the vacuum ejector requires no additional electronic components, is inexpensive and requires little maintenance. Furthermore, in the event that the gas source is used during normal operation to apply the pressurized gas to the expansion tank, the same gas source can also be used for the filling operation. Thus, only a few additional components are required for temperature control devices in which gas is applied during normal operation.
  • the temperature control device can have an additional gas line, which fluidly connects the gas source to the gas connection of the expansion tank for charging the expansion tank with the pressurized gas during normal operation.
  • the filling system contains a first valve arranged in the gas connection line for controlling a gas supply. Controlling the first valve makes it possible to set a gas flow through the vacuum device, in particular the vacuum ejector, and thus a negative pressure in the intake line. In this way, the suction of the tempering medium can be initiated and a suction speed can be set.
  • the first valve is preferably arranged between the gas source and the vacuum ejector.
  • the filling system can contain a second valve arranged in the intake line.
  • the suction of liquid tempering medium from the expansion tank can be controlled by the second valve.
  • the second valve makes it possible to initiate the intake of the tempering medium and to set an intake speed.
  • the second valve is preferably arranged between the vacuum ejector and the gas connection of the expansion tank.
  • the first valve and/or the second valve can be a solenoid valve.
  • the line system also has a filling line with the filling valve arranged therein and/or the filling connection arranged therein.
  • the filling line can be connected to the flow line and/or the return line of the line system.
  • the line system can have a check valve arranged in the filling line to prevent the tempering medium from flowing back to the filling container exhibit.
  • the temperature control device can be set up to open the filling valve completely and/or to set a constant opening angle of the filling valve.
  • the temperature control device has a control unit.
  • the control unit is set up to at least partially open the first valve and/or the second valve to fill the expansion tank.
  • the control unit can also be set up to open and close the filling valve, and in particular to open and close all valves of the temperature control device.
  • the control unit can also be set up to control a gas supply through the gas source, for example the control unit can be configured to control an opening valve and/or a pressure reducer of the gas source.
  • control unit can be set up to control some or even all of the components of the temperature control device.
  • control unit can be configured to control the pump, the cooling and/or the heating.
  • the temperature control device has a sensor for detecting a filling level of the expansion tank.
  • the control unit can also be set up to close the first valve and/or the second valve when a target filling level of the equalizing tank is reached.
  • the setpoint filling level is a filling level that can be freely selected or predefined by the user, in particular for each filling operation, within the limits of a minimum permissible filling level and a maximum permissible filling level.
  • the control unit can be set up to close the filling valve after closing the first valve and/or the second valve.
  • control unit is configured to automatically fill the expansion tank. It is provided that the components, such as the filling container, are connected by a user (specialist).
  • the filling operation itself in particular the opening of the valves, the generation of the negative pressure in the expansion tank, the filling of the expansion tank and the closing of the valves when the Target fill level, however, is carried out automatically by the control unit. All that is required for this is an initiation of the automatic filling, for example by means of a software program or by means of manual input on an operating unit, by the user.
  • the temperature control device allows the expansion tank to be filled automatically without the involvement of a user and without a user having to regularly monitor or check the filling operation and the fill level.
  • the filling system and/or the control unit can be used to achieve significantly faster filling than in the case of a filling process carried out manually by specialist personnel.
  • the automatic filling operation also enables better controlled filling of the expansion tank.
  • the temperature control devices disclosed herein Compared to temperature control devices based on the provision of a liquid pump for sucking the temperature control medium into the expansion tank, the temperature control devices disclosed herein require significantly lower costs. Furthermore, cleaning is no longer necessary or cleaning is much more user-friendly. In addition, the temperature control devices disclosed herein enable safe operation. The pipe system cannot be overfilled and/or poured over, as the filling is controlled and ends when the target level is reached.
  • the liquid temperature control medium contains water and/or glycol.
  • a water-glycol mixture can be used at temperatures well above 100°C.
  • the liquid temperature control medium can also preferably contain one selected from the group consisting of silicone oil, fluorinated liquids and thermal oil.
  • the filling system is detachably connected to the temperature control device.
  • the filling system is located within the housing, for example at or near a top (lid) or upper portion of the side wall of the housing.
  • the gas connection line and/or the gas outlet line can be integrated, for example, in the housing of the temperature control device.
  • the vacuum device is preferably a vacuum ejector. Operating the vacuum device may include or consist of supplying pressurized gas to the vacuum device. The liquid temperature control medium is sucked in by the negative pressure generated at the gas connection.
  • the method is preferably carried out with a vacuum device, and in particular the filling system, according to one of the embodiments disclosed herein.
  • the first valve is arranged in a gas connection line that is fluidly connected to the vacuum device.
  • the second valve is preferably included in a suction line located between the vacuum device and the gas port.
  • Step ii) can also include an at least partial opening of a filling valve.
  • the filling valve is preferably arranged between the line system and a filling container filled with liquid temperature control medium.
  • the method may further include the step: iii) Interrupting the intake of the liquid temperature control medium when a target filling level of the expansion tank is reached.
  • Step iii) is preferably carried out after steps i), and ii).
  • the suction is preferably interrupted by closing the first valve to control a gas supply to the vacuum device and/or by closing the second valve to control the suction of the temperature control medium.
  • Step iii) can also include closing the filling valve.
  • Steps iv) and/or v) occur before steps i), ii), and iii).
  • Step iv) may further include connecting the gas source to the gas service line.
  • the temperature control device includes a control unit, in particular according to one of the embodiments disclosed herein.
  • the control unit is set up to control a method for filling a line system of a temperature control device according to one of the embodiments disclosed herein.
  • the control unit is set up to at least partially open the first valve and/or the second valve to fill the expansion tank.
  • the control unit can also be set up to open and close the filling valve, and in particular to open and close all valves of the temperature control device.
  • the control unit can also be set up to control a gas supply through the gas source, for example the control unit can be configured to control an opening valve and/or a pressure reducer of the gas source.
  • the control unit can be set up to control some or all of the components of the temperature control device.
  • a further aspect relates to the use of a filling system with a vacuum device for filling an expansion tank of a temperature control device, in particular having the filling system according to one of the embodiments disclosed herein and/or the temperature control device according to one of the embodiments disclosed herein.
  • a temperature control device 200 for temperature control of an external process is shown schematically.
  • the temperature control device 200 has a line system 230 .
  • the line system 230 contains a heat exchanger 231 for temperature control of a liquid temperature control medium that is in normal operation in the line system 230 .
  • the refrigeration system present on a secondary side of the heat exchanger 231 in typical embodiments is not shown for the sake of clarity.
  • the line system 230 also contains a pump 220 and a heater 232.
  • the line system 230 contains a return connection 233 and a lead port 234 for connection to external equipment.
  • An external apparatus can also mean an external line system.
  • the section of the line system between the return connection 233 and the pump 220 can also be referred to as a return line.
  • the section of the line system between the pump 220 and the flow connection 232 can also be referred to as the flow line.
  • a temperature control circuit is formed by the external apparatus; the advance port 234 and the advance line; the return port 233 and the return line; and through the pump 220, the heater 232 and the heat exchanger 231.
  • the line system 230 has a compensating tank 210 .
  • the expansion tank 210 is in fluid communication with the temperature control circuit and in particular with the return line.
  • the expansion tank 210 is filled with the liquid temperature control medium and is used to provide temperature control medium to the temperature control circuit, for example to accommodate a change in volume of the temperature control medium from the temperature control circuit in the event of a temperature change.
  • the surge tank is typically located at an upper portion of the temperature control device or directly below the top of the temperature control device.
  • the expansion tank contains a gas connection 211.
  • the gas connection 211 can be arranged on an upper side of the expansion tank 210, in particular in an upper wall section of the expansion tank.
  • the gas connection 211 can be connected to a gas source 150 or can be connected to charge the expansion tank 210 with gas under overpressure during normal operation.
  • the line system 230 can have an outlet valve 241 for emptying the expansion tank 210 .
  • the outlet valve 241 is in fluid communication with the equalizing tank 210 via a connecting line.
  • the exhaust valve 241 is typically at a lower portion of the Temperature control unit arranged to facilitate the discharge of the tempering medium from the expansion tank 210.
  • the line system 230 can have an outlet valve 242 for emptying the line system 230 .
  • the outlet valve 242 is in fluid communication with the temperature control circuit, for example with the feed line, via a connecting line.
  • the outlet valve 242 is typically arranged on a lower section of the temperature control device in order to allow the temperature control medium to be completely drained from the line system 230 .
  • the line system has a filling valve 244 .
  • the filling valve 244 can be connected or is connected to a filling container 160.
  • the filling container 160 contains liquid tempering medium with which the equalizing container 210 can be filled.
  • the filling valve 244 is typically arranged on a lower or middle section of the temperature control device 200 .
  • a particular arrangement of the valves 241, 242, 243 is shown schematically in Figure 1, but this may be altered as required.
  • the outlet valves 241, 242 are optional.
  • the temperature control device can only have the filling valve 244 and none of the outlet valves 241, 242. Both the filling and the outlet of the temperature control medium can take place via the filling valve 244.
  • the line system 230 can also have a filling line 235 .
  • the filling line 235 establishes a fluid connection between the filling valve 244 and the temperature control circuit, for example the flow line.
  • the fill line 235 may include the outlet valve 242 for emptying the line system 230 (as in FIG figure 1 shown).
  • the temperature control device 200 has a filling system 100 .
  • the filling system 100 is located outside the housing (corresponding to the rectangular box) of the temperature control device 200 . In many embodiments, however, the filling system 100 is located within the housing of the temperature control device 200.
  • the filling system 100 has a vacuum device 110 .
  • the vacuum device 110 shown corresponds to a vacuum ejector.
  • the vacuum ejector 110 has three ports: a gas inlet port, a gas outlet port, and a suction port.
  • the vacuum ejector 110 can be connected to a gas connection line 111 of the filling system 100 via the gas inlet connection.
  • a first valve 120 for controlling a gas supply can be contained in the gas connection line 111 .
  • the gas connection line 111 can be connectable or connected to the gas source 150.
  • the gas source 150 is used to provide gas that is under overpressure.
  • the vacuum ejector 110 can be connected to a gas outlet line 140 of the filling system 100 via the gas outlet connection.
  • the gas outlet line 140 is used to discharge the gas that is under overpressure and gas sucked in from the expansion tank 210 .
  • the temperature control device 200 can have an application line 201 which connects the gas source 150 or the gas connection line 111 of the filling system 100 directly to the gas connection 211 .
  • the admission line 201 can also be connected to the gas outlet line 140 .
  • the admission line 201 can have a third valve 202 for controlling a gas supply to the gas connection line 111 and/or a fourth valve 203 for controlling a gas discharge into the gas outlet line 140 .
  • the vacuum ejector 110 can be connected to a suction line 112 of the filling system 100 via the suction connection.
  • a second valve 130 for controlling the intake of liquid tempering medium can be contained in the intake line 112 .
  • the intake line 112 is preferably connected to the gas connection 211 of the expansion tank 210 .

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Abstract

Temperiergerät (200) zur Temperierung eines externen Prozesses, aufweisend: ein Leitungssystem (230) umfassend: ein Befüllventil (244) zum Anschluss eines Befüllbehälters (160); und einen Ausgleichsbehälter (210); einen an dem Ausgleichsbehälter (210) angeordneten Gasanschluss (211) zur optionalen Beaufschlagung des Ausgleichsbehälters (210) während eines Normalbetriebs mit unter Überdruck befindlichem Gas; und ein Befüllungssystem (100) zum Ansaugen eines flüssigen Temperiermediums in das Leitungssystem (230) über das Befüllventil (244), umfassend eine mit dem Gasanschluss (211) fluidverbundene Vakuumvorrichtung (110) zum Erzeugen eines Unterdrucks in dem Leitungssystem (230) während eines Befüllungsbetriebs.

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Temperiergerät zur Temperierung eines externen Prozesses und ein Verfahren zum Befüllen eines Leitungssystems eines Temperiergeräts.
    • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik sind Temperiergeräte zur Temperierung von externen Prozessen bekannt. Beispielsweise werden Prozessthermostaten eingesetzt bei denen ein temperiertes Wärmeträgerfluid in einem geschlossenen Kreislauf zu einer externen Anwendung gepumpt wird. Häufig ist dabei in dem Temperiergerät ein Temperiermediumbehälter oder ein Ausgleichsbehälter vorgesehen, insbesondere für die Aufnahme einer Volumenänderung der Flüssigkeit in Abhängigkeit der Betriebstemperatur.
  • Im Stand der Technik werden Temperiergeräte, und insbesondere der Ausgleichsbehälter des Temperiergeräts, von oben befüllt, beispielsweise mittels eines Einfülltrichters. Hierfür wird üblicherweise ein Kanister, befüllt mit einem Temperiermedium, auf das Gerät gehoben, um das Befüllen zu ermöglichen. Temperiergeräte können jedoch eine Höhe von beispielsweise 1,5 m, 2 m oder sogar mehr haben. Zum Heben des Kanisters auf das Gerät wird daher häufig eine Leiter oder ein Kran benötigt. Die Befüllung des Temperiergeräts ist somit vor allem bei hohen Geräten aufwendig. Ferner ist die Befüllung von oben sehr langsam und der Füllstand muss permanent beobachtet werden.
  • Eine weitere Möglichkeit zur Befüllung von Temperiergeräten ist die Bereitstellung einer Flüssigkeitspumpe zum Ansaugen des Temperiermediums. Dies ist jedoch kostenintensiv, und die Flüssigkeitspumpe muss beim Einsatz unterschiedlicher Temperiermedien vor jedem Wechsel aufwändig gereinigt werden.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Temperiergerät zur Temperierung eines externen Prozesses und ein verbessertes Verfahren zum Befüllen eines Leitungssystems eines Temperiergeräts bereitzustellen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung eine weniger arbeitsaufwendige, vereinfachte, schnelle, saubere und definierte Befüllung von Temperiergeräten zu ermöglichen.
  • Die Aufgabe wird z.B. gelöst durch ein Temperiergerät zur Temperierung eines externen Prozesses gemäß Anspruch 1 oder durch ein Verfahren zum Befüllen eines Leitungssystems eines Temperiergeräts, gemäß Anspruch 11. Weiterbildungen des Verfahrens oder der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein Aspekt betrifft ein Temperiergerät zur Temperierung eines externen Prozesses mit einem Leitungssystem umfassend ein Befüllventil zum Anschluss eines Befüllbehälters und einen Ausgleichsbehälter. Das Temperiergerät weist zudem einen an dem Ausgleichsbehälter angeordneten Gasanschluss zur optionalen Beaufschlagung des Ausgleichsbehälters während eines Normalbetriebs mit unter Überdruck befindlichem Gas auf, sowie ein Befüllungssystem zum Ansaugen eines flüssigen Temperiermediums in das Leitungssystem über das Befüllventil, umfassend eine mit dem Gasanschluss fluidverbundene Vakuumvorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks in dem Leitungssystem während eines Befüllungsbetriebs.
  • Bei typischen Temperiergeräten umfasst das Leitungssystem einen Wärmetauscher zur Temperierung des in dem Leitungssystem in einem Normalbetrieb befindlichen flüssigen Temperiermediums. Das Temperiergerät kann einem der folgenden Geräte entsprechen: Prozessthermostat, Kaltwassersatz und Temperierstation. Bevorzugt ist das Temperiergerät ein Prozessthermostat. Weitere Ausführungsformen umfassen ein Leitungssystem mit einer Heizung und/oder einer Kühlung zur Temperierung des Temperiermediums.
  • Das Temperiergerät ist dazu eingerichtet mit einer externen Apparatur verbunden zu werden zum Ausbilden eines externen Temperierkreislaufs, und damit zum Temperieren des externen Prozesses. Der Temperierkreislauf wird gebildet durch das Leitungssystem und der externen Apparatur. Das Leitungssystem kann einen Vorlaufanschluss und einen Rücklaufanschluss zum Verbinden mit der externen Apparatur aufweisen. Das Leitungssystem kann ferner eine Heizung zum Heizen des Temperiermediums, einen Wärmetauscher und/oder eine Flüssigkeitspumpe zum Fördern des Temperiermediums in dem Temperierkreislauf aufweisen.
  • Für manche Anwendungen wird der Temperierkreislauf bei hohen Temperaturen betrieben, bei denen das Temperiermedium einen hohen Dampfdruck aufweisen kann. Das Temperiergerät, und insbesondere das Leitungssystem und der Ausgleichsbehälter sind typischerweise dazu eingerichtet einen Hochdrucktemperierkreislauf auszubilden. In anderen Worten ist das Leitungssystem, und insbesondere der Ausgleichsbehälter, druckfest ausgelegt. Typischerweise kann der Temperierkreislauf mit einem Druck von bis zu 4,5 bar über Atmosphärendruck drucküberlagert werden. Der Ausgleichsbehälter ist dabei bevorzugt oberhalb von den anderen Komponenten des Leitungssystem, wie beispielsweise der Heizung, der Flüssigkeitspumpe, dem Wärmetauscher und einer Vorlaufleitung und einer Rücklaufleitung des Leitungssystems, angeordnet. Der Ausgleichsbehälter ist ein Speicher zum Bereitstellen von Temperiermedium an das Leitungssystem bzw. dem Temperierkreislauf und kann dazu vorgesehen sein für die Kompensation einer Volumenänderung des Temperiermediums im Temperierkreislauf im Falle einer Temperaturänderung. Typischerweise ist der Ausgleichsbehälter mit der Vorlaufleitung und/oder der Rücklaufleitung verbunden, und damit auch mit dem Temperierkreislauf fluidverbunden.
  • Das Temperiergerät kann dazu eingerichtet sein bei einem Normalbetrieb, insbesondere bei Hochtemperaturanwendungen, mit unter Überdruck befindlichem Gas beaufschlagt zu werden. Das unter Überdruck befindliche Gas kann beispielsweise Druckluft oder Stickstoff sein. Zur Beaufschlagung mit unter Überdruck befindlichem Gas ist an dem Ausgleichsbehälter ein Gasanschluss vorgesehen. Typischerweise ist der Gasanschluss an einer Oberseite des Ausgleichsbehälters, insbesondere in einem oberen Wandabschnitt des Ausgleichsbehälters, angeordnet.
  • Ferner ist für das Temperiergerät ein Befüllungsbetrieb vorgesehen. Das Temperiergerät weist ein Befüllungssystem auf, das dazu eingerichtet ist, den Ausgleichsbehälter und damit den Temperierkreislauf mit dem Temperiermedium aufzufüllen. Das Befüllungssystem ist dabei mit dem Gasanschluss des Ausgleichsbehälters fluidverbunden. Das Befüllungssystem weist eine Vakuumvorrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, einen Unterdruck in dem Ausgleichsbehälter zu erzeugen. Bei Anschluss eines Befüllbehälters an das Befüllventil, kann durch den in dem Ausgleichsbehälter erzeugten Unterdruck das Temperiermedium aus dem Befüllbehälter, insbesondere über Komponenten des Leitungssystems, wie beispielsweise Abschnitte der Vorlaufleitung und/oder der Rücklaufleitung des Leitungssystems, in den Temperierkreislauf und den Ausgleichsbehälter angesaugt werden.
  • Das Befüllventil und/oder ein Befüllanschluss des Leitungssystems zum Anschließen des Befüllbehälters kann an einer Unterseite oder einer Seitenwand des Temperiergeräts angeordnet sein. Typischerweise ist das Befüllventil und/oder der Befüllanschluss an einem unteren Abschnitt der Seitenwand des Temperiergeräts angeordnet. Vorteilhafterweise kann bei dem hierin offenbarten Temperiergerät darauf verzichtet werden bei einem Befüllungsbetrieb den Befüllbehälter auf das Temperiergerät zu heben. Insbesondere kann darauf verzichtet werden den Befüllbehälter auf eine Oberseite oder Deckel des Temperiergeräts zu stellen. Somit wird gemäß der vorliegenden Offenbarung kein Kran oder Leiter benötigt, um den Temperierkreislauf und den Ausgleichsbehälter aufzufüllen. Der Befüllbehälter kann stattdessen seitlich neben oder beabstandet von dem Temperiergerät angeordnet werden. Der Befüllungsbetrieb kann gemäß der vorliegenden Offenbarung wesentlich schneller durchgeführt werden als bei im Stand der Technik bekannten Temperiergeräten. Bei bekannten Temperiergeräten kann es während dem Befüllungsbetrieb leicht zu einer Verschüttung des Temperiermediums kommen. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Verschütten wesentlich weniger wahrscheinlich, da lediglich ein Anschließen des Befüllbehälters erfolgt. Der hierin offenbarte Befüllungsbetrieb ist somit "sauberer". Durch die Befüllung des Ausgleichsbehälters mittels Unterdruck wird die Menge an Luft oder Gas im Leitungssystem, insbesondere im Temperierkreislauf und/oder der Vor- und Rücklaufleitung, deutlich reduziert, sodass eine anschließende Entlüftung oder Entgasung bei Inbetriebnahme nahezu vollständig entfällt. Hieraus resultieren eine zusätzliche Zeitersparnis und ein verringerter Aufwand.
  • Typischerweise weist das Befüllungssystem eine Ansaugleitung auf, welche eine Fluidverbindung zwischen der Vakuumvorrichtung und dem Gasanschluss des Ausgleichsbehälters herstellt. Die Vakuumvorrichtung kann eines ausgewählt aus einem Vakuumejektor, einer Vakuumpumpe, einem elektrischen Vakuumerzeuger, oder einem Vakuumgebläse sein. Bevorzugt ist die Vakuumvorrichtung ein Vakuumejektor. Der Vakuumejektor ist dazu eingerichtet, bei Zufuhr von unter Überdruck befindlichem Gas zu dem Vakuumejektor, einen Unterdruck in der Ansaugleitung und an dem Gasanschluss des Ausgleichsbehälters aufzubauen. Die Vakuumvorrichtung, und insbesondere der Vakuumejektor, ist dazu eingerichtet einen Unterdruck (bezogen auf den Umgebungsdruck) von mindestens 0,1 bar, bevorzugt mindestens 0,2 bar, und noch bevorzugter mindestens 0,3 bar in dem Ausgleichsbehälter zu erzeugen.
  • In einer Ausgestaltungsform weist das Befüllungssystem eine Gasanschlussleitung zum Anschließen an eine Gasquelle auf. Die Gasquelle kann beispielsweise eine Druckluftquelle oder eine Stickstoffquelle mit einem Überdruck, bevorzugt von mindestens 3 bar, noch bevorzugter mindestens 4,5 bar, sein. Die Gasanschlussleitung kann eine Fluidverbindung zwischen der Vakuumvorrichtung, insbesondere dem Vakuumejektor, und der Gasquelle herstellen.
  • In einer Ausgestaltungsform weist das Befüllungssystem eine Gasauslassleitung zur Abfuhr des unter Überdruck befindlichen Gases und von aus dem Ausgleichsbehälter angesaugtem Gas auf. Die Gasauslassleitung ist mit der Vakuumvorrichtung, insbesondere dem Vakuumejektor, fluidverbunden.
  • Gemäß einer Ausgestaltungsform weist der Vakuumejektor eine zwischen der Gasanschlussleitung und der Gasauslassleitung angeordnete Strahldüse auf. Ein Querschnitt der Strahldüse verengt sich dabei, insbesondere kontinuierlich, in Strömungsrichtung. Ferner kann der Vakuumejektor stromabwärts der Strahldüse eine Kammer aufweisen, wobei sich ein Querschnitt der Kammer in Strömungsrichtung weitet. Die Kammer kann mit der Ansaugleitung über einen Ansauganschluss verbunden sein. Gemäß einer Ausgestaltungsform kann der Vakuumejektor auch ein mehrstufiger Vakuumejektor sein.
  • Vorteilhafterweise erfordert der Vakuumejektor keine zusätzlichen elektronischen Komponenten, ist kostengünstig und wartungsarm. Ferner kann im Falle, dass während dem Normalbetrieb die Gasquelle verwendet wird zur Beaufschlagung des Ausgleichsbehälters mit dem unter Überdruck befindlichem Gas, auch zum Befüllungsbetrieb dieselbe Gasquelle verwendet werden. Somit werden für Temperiergeräte, bei denen im Normalbetrieb eine Beaufschlagung mit Gas vorgesehen ist, nur wenige zusätzlichen Komponenten benötigt. Das Temperiergerät kann eine zusätzliche Gasleitung aufweisen, welche die Gasquelle mit dem Gasanschluss des Ausgleichsbehälters fluidverbindet zur Beaufschlagung des Ausgleichsbehälters mit dem unter Überdruck befindlichem Gas während dem Normalbetrieb.
  • Nach einer Ausführungsform enthält das Befüllungssystem ein in der Gasanschlussleitung angeordnetes erstes Ventil zum Kontrollieren einer Gaszufuhr. Das Kontrollieren des ersten Ventils ermöglicht es einen Gasfluss durch die Vakuumvorrichtung, insbesondere dem Vakuumejektor, und damit einen Unterdruck in der Ansaugleitung einzustellen. Das Ansaugen des Temperiermediums kann hierdurch initiiert und eine Ansauggeschwindigkeit eingestellt werden. Bevorzugt ist das erste Ventil zwischen der Gasquelle und dem Vakuumejektor angeordnet.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Befüllungssystem ein in der Ansaugleitung angeordnetes zweites Ventil enthalten. Durch das zweite Ventil kann ein Ansaugen von flüssigem Temperiermedium aus dem Ausgleichsbehälter kontrolliert werden. Das zweite Ventil ermöglicht das Ansaugen des Temperiermediums zu initiieren und eine Ansauggeschwindigkeit einzustellen. Bevorzugt ist das zweite Ventil zwischen dem Vakuumejektor und dem Gasanschluss des Ausgleichsbehälters angeordnet. Beispielsweise kann das erste Ventil und/oder das zweite Ventil ein Magnetventil sein.
  • Typischerweise weist das Leitungssystem ferner eine Befüllungsleitung mit dem darin angeordneten Befüllventil und/oder dem darin angeordneten Befüllanschluss auf. Beispielsweise kann die Befüllungsleitung an der Vorlaufleitung und/oder der Rücklaufleitung des Leitungssystems angeschlossen sein. Optional kann das Leitungssystem ein in der Befüllungsleitung angeordnetes Rückschlagventil zum Verhindern eines Rückströmens des Temperiermediums zum Befüllbehälter aufweisen. Das Temperiergerät kann während dem Befüllungsbetrieb dazu eingerichtet sein, das Befüllventil vollständig zu öffnen und/oder einen konstanten Öffnungswinkel des Befüllventils einzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Temperiergerät eine Kontrolleinheit auf. Die Kontrolleinheit ist dazu eingerichtet, das erste Ventil und/oder das zweite Ventil zum Befüllen des Ausgleichsbehälters mindestens teilweise zu öffnen. Die Kontrolleinheit kann ferner dazu eingerichtet sein, das Befüllventil zu öffnen und zu schließen, und insbesondere alle Ventile des Temperiergeräts zu öffnen und zu schließen. Die Kontrolleinheit kann ferner dazu eingerichtet sein eine Gaszufuhr durch die Gasquelle zu kontrollieren, beispielsweise kann die Kontrolleinheit dazu konfiguriert sein ein Öffnungsventil und/oder einen Druckminderer der Gasquelle zu kontrollieren.
  • Zusätzlich kann die Kontrolleinheit dazu eingerichtet sein, manche oder sogar alle Komponenten des Temperiergeräts zu kontrollieren. Beispielsweise kann die Kontrolleinheit dazu konfiguriert sein die Pumpe, die Kühlung und/oder die Heizung zu kontrollieren.
  • In einer Ausgestaltungsform weist das Temperiergerät einen Sensor zum Erfassen eines Füllstands des Ausgleichsbehälters auf.
  • Die Kontrolleinheit kann ferner eingerichtet sein, bei Erreichen eines Sollfüllstands des Ausgleichsbehälters das erste Ventil und/oder das zweite Ventil zu schließen. Der Sollfüllstand ist ein insbesondere bei jedem Befüllungsbetrieb vom Benutzer frei wählbarer oder vordefinierter Füllstand innerhalb der Grenzen eines minimal zulässigen Füllstandes und eines maximal zulässigen Füllstandes. Ferner kann die Kontrolleinheit eingerichtet sein, nach dem Schließen des ersten Ventils und/oder des zweiten Ventils das Befüllventil zu schließen.
  • In einer Ausgestaltungsform ist die Kontrolleinheit dazu konfiguriert zum automatischen Befüllen des Ausgleichsbehälters. Hierbei ist vorgesehen, dass ein Anschließen der Komponenten, wie beispielsweise der Befüllbehälter, durch einen Benutzer (Fachpersonal) erfolgt. Der Befüllungsbetrieb an sich, insbesondere das Öffnen der Ventile, das Erzeugen des Unterdrucks in dem Ausgleichsbehälter, das Befüllen des Ausgleichsbehälters und Schließen der Ventile bei Erreichen des Sollfüllstands, erfolgt jedoch automatisch durch die Kontrolleinheit. Es bedarf hierfür lediglich einer Initiierung des automatischen Befüllens, beispielsweise mittels eines Software-Programms oder mittels manueller Eingabe an einer Bedieneinheit, durch den Benutzer.
  • Vorteilhafterweise ermöglicht das Temperiergerät nach der vorliegenden Offenbarung eine Befüllung des Ausgleichsbehälters, die automatisch erfolgt ohne Mitwirkung eines Benutzers und ohne dass ein Benutzer den Befüllungsbetrieb und den Füllstand regelmäßig beobachten oder kontrollieren muss. Ferner kann durch das Befüllungssystem und/oder die Kontrolleinheit eine wesentlich schnellere Befüllung erzielt werden als bei einem durch Fachpersonal händisch durchgeführten Befüllungsvorgang. Der automatische Befüllungsbetrieb ermöglicht weiterhin ein besser kontrolliertes Befüllen des Ausgleichsbehälters.
  • Im Vergleich zu Temperiergeräten basierend auf der Bereitstellung einer Flüssigkeitspumpe zum Ansaugen des Temperiermediums in den Ausgleichsbehälter erfordern die hierin offenbarten Temperiergeräte wesentlich geringere Kosten. Ferner entfällt die Reinigung bzw. ist die Reinigung wesentlich benutzerfreundlicher. Zusätzlich ermöglichen die hierin offenbarten Temperiergeräte eine sichere Bedienung. Das Leitungssystem kann nicht überfüllt und/oder übergossen werden, da die Befüllung kontrolliert erfolgt und beendet wird bei Erreichen des Sollfüllstands.
  • In einer Ausgestaltungsform enthält das flüssige Temperiermedium Wasser und/oder Glykol. Beispielsweise kann vorgesehen sein eine Wasser-Glykol Mischung bei Temperaturen von deutlich über 100 °C einzusetzen. Das flüssige Temperiermedium kann alternativ auch bevorzugt eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonöl, fluorinerten Flüssigkeiten und Thermal-Öl enthalten.
  • In einer Ausgestaltungsform ist das Befüllungssystem lösbar mit dem Temperiergerät verbunden. Typischerweise ist das Befüllungssystem innerhalb des Gehäuses, beispielsweise an oder nahe einer Oberseite (Deckel) oder einem oberen Abschnitt der Seitenwand des Gehäuses, angeordnet. Die Gasanschlussleitung und/oder die Gasauslassleitung kann beispielsweise in dem Gehäuse des Temperiergeräts integriert sein.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Leitungssystems eines Temperiergeräts, insbesondere einem Temperiergerät gemäß einer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    1. i) Erzeugen eines Unterdrucks mittels Betreibens einer Vakuumvorrichtung an einem Gasanschluss eines Ausgleichsbehälters des Leitungssystems; und
    2. ii) Ansaugen eines flüssigen Temperiermediums in das Leitungssystem über ein Befüllventil des Leitungssystems während die Vakuumvorrichtung an dem Gasanschluss betrieben wird.
  • Bevorzugt ist die Vakuumvorrichtung ein Vakuumejektor. Das Betreiben der Vakuumvorrichtung kann das Zuführen von unter Überdruck befindlichem Gas zu der Vakuumvorrichtung enthalten oder daraus bestehen. Das Einsaugen des flüssigen Temperiermediums erfolgt durch an dem Gasanschluss erzeugten Unterdruck.
  • Das Verfahren wird bevorzugt mit einer Vakuumvorrichtung, und insbesondere dem Befüllungssystem, nach einer der hierin offenbarten Ausführungsformen durchgeführt.
  • Das Ansaugen des flüssigen Temperiermediums in Schritt ii) umfasst bevorzugt mindestens einen der folgenden Schritte:
    • mindestens teilweises Öffnen des ersten Ventils zum Kontrollieren der Gaszufuhr zur Vakuumvorrichtung; und/oder
    • mindestens teilweises Öffnen des zweiten Ventils zum Kontrollieren des Ansaugens von Temperiermedium.
  • Das erste Ventil ist in einer mit der Vakuumvorrichtung fluidverbundenen Gasanschlussleitung angeordnet. Das zweite Ventil ist bevorzugt in einer zwischen der Vakuumvorrichtung und dem Gasanschluss angeordneten Ansaugleitung enthalten. Schritt ii) kann ferner ein mindestens teilweises Öffnen eines Befüllventils umfassen. Das Befüllventil ist bevorzugt zwischen dem Leitungssystem und einem mit flüssigem Temperiermedium gefülltem Befüllbehälter angeordnet.
  • Das Verfahren kann ferner den Schritt aufweisen:
    iii) Unterbrechen des Ansaugens des flüssigen Temperiermediums bei Erreichen eines Sollfüllstands des Ausgleichsbehälters.
  • Schritt iii) wird bevorzugt nach den Schritten i), und ii) ausgeführt. Das Unterbrechen des Ansaugens erfolgt bevorzugt durch Schließen des ersten Ventils zum Kontrollieren einer Gaszufuhr zu der Vakuumvorrichtung und/oder durch Schließen des zweiten Ventils zum Kontrollieren des Ansaugens des Temperiermediums. Schritt iii) kann ferner ein Schließen des Befüllventils umfassen.
  • Das Verfahren kann zumindest einen der folgenden Schritte umfassen:
    • iv) Anschließen des Befüllungssystems, aufweisend die Vakuumvorrichtung, an den Gasanschluss des Ausgleichsbehälters; und/oder
    • v) Anschließen des mit dem Temperiermedium gefüllten Befüllbehälters an das Leitungssystem, insbesondere an das Befüllventil des Leitungssystems.
  • Die Schritte iv) und/oder v) erfolgen vor den Schritten i), ii), und iii). Schritt iv) kann ferner das Anschließen der Gasquelle an die Gasanschlussleitung umfassen.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft ein Temperiergerät. Das Temperiergerät umfasst eine Kontrolleinheit, insbesondere gemäß einer der hierin offenbarten Ausführungsformen. Die Kontrolleinheit ist dazu eingerichtet ein Verfahren zum Befüllen eines Leitungssystems eines Temperiergeräts nach einem der hierin offenbarten Ausführungsformen zu steuern. Insbesondere ist die Kontrolleinheit dazu eingerichtet das erste Ventil und/oder das zweite Ventil zum Befüllen des Ausgleichsbehälters mindestens teilweise zu öffnen. Die Kontrolleinheit kann ferner dazu eingerichtet sein das Befüllventil zu öffnen und zu schließen, und insbesondere alle Ventile des Temperiergeräts zu öffnen und zu schließen. Die Kontrolleinheit kann ferner dazu eingerichtet sein eine Gaszufuhr durch die Gasquelle zu kontrollieren, beispielsweise kann die Kontrolleinheit dazu konfiguriert sein ein Öffnungsventil und/oder einen Druckminderer der Gasquelle zu kontrollieren. Zusätzlich kann die Kontrolleinheit dazu eingerichtet sein, manche oder alle Komponenten des Temperiergeräts zu kontrollieren.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft die Verwendung eines Befüllungssystems mit einer Vakuumvorrichtung zum Befüllen eines Ausgleichsbehälters eines Temperiergeräts, insbesondere aufweisend das Befüllungssystem gemäß einem der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder das Temperiergerät gemäß einem der hierin offenbarten Ausführungsformen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Weitere Vorteile und Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert, wobei die Figur zeigt:
    • Fig. 1
    ist eine schematische Ansicht des Temperiergeräts zur Temperierung eines externen Prozesses gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    Beschreibung des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels
  • Nachfolgend werden typische Ausführungsformen anhand der Figur beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt.
  • In der Fig. 1 ist ein Temperiergerät 200 zur Temperierung eines externen Prozesses schematisch gezeigt.
  • Das Temperiergerät 200 weist ein Leitungssystem 230 auf. Das Leitungssystem 230 enthält einen Wärmetauscher 231 zur Temperierung eines in dem Leitungssystem 230 in einem Normalbetrieb befindlichen flüssigen Temperiermediums. Das bei typischen Ausführungsformen an einer Sekundärseite des Wärmetauschers 231 vorhandene Kälteerzeugungssystem ist zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
  • Bei dem in der Fig. 1 gezeigten Wärmetauscher 231 handelt es sich um einen Plattenwärmetauscher. Das Leitungssystem 230 enthält ferner eine Pumpe 220 und eine Heizung 232. Das Leitungssystem 230 enthält einen Rücklaufanschluss 233 und einen Vorlaufanschluss 234 zum Anschließen an eine externe Apparatur. Eine externe Apparatur kann auch ein externes Leitungssystem bedeuten. In der Fig. 1 sind neben dem Rücklaufanschluss 233 und dem Vorlaufanschluss 234 zwei gestrichelte Pfeile eingezeichnet, welche das Anschließen an die externe Apparatur andeuten. Der Abschnitt des Leitungssystems zwischen dem Rücklaufanschluss 233 und der Pumpe 220 kann auch als Rücklaufleitung bezeichnet werden. Der Abschnitt des Leitungssystems zwischen der Pumpe 220 und dem Vorlaufanschluss 232 kann auch als Vorlaufleitung bezeichnet werden. Ein Temperierkreislauf wird ausgebildet durch die externe Apparatur; dem Vorlaufanschluss 234 und die Vorlaufleitung; dem Rücklaufanschluss 233 und die Rücklaufleitung; und durch die Pumpe 220, die Heizung 232 und den Wärmetauscher 231.
  • Bei weiteren Ausführungsformen können auch mehrere Pumpen, Wärmetauscher oder Heizungen vorhanden sein.
  • Ferner weist das Leitungssystem 230 einen Ausgleichsbehälter 210 auf. Der Ausgleichsbehälter 210 ist mit dem Temperierkreislauf, und insbesondere mit der Rücklaufleitung fluidverbunden. Der Ausgleichsbehälter 210 ist mit dem flüssigen Temperiermedium befüllt und dient zur Bereitstellung von Temperiermedium an den Temperierkreislauf, beispielsweise für die Aufnahme einer Volumenänderung des Temperiermediums von dem Temperierkreislauf im Falle einer Temperaturänderung. Der Ausgleichsbehälter ist typischerweise an einem oberen Abschnitt des Temperiergeräts oder direkt unterhalb der Oberseite des Temperiergeräts angeordnet. Der Ausgleichsbehälter enthält einen Gasanschluss 211. Der Gasanschluss 211 kann an einer Oberseite des Ausgleichsbehälters 210, insbesondere in einem oberen Wandabschnitt des Ausgleichsbehälters, angeordnet sein. Der Gasanschluss 211 kann mit einer Gasquelle 150 verbindbar oder verbunden sein zur Beaufschlagung des Ausgleichsbehälters 210 während des Normalbetriebs mit unter Überdruck befindlichem Gas.
  • Das Leitungssystem 230 kann ein Auslassventil 241 zum Entleeren des Ausgleichsbehälters 210 aufweisen. Das Auslassventil 241 ist über eine Verbindungsleitung mit dem Ausgleichsbehälter 210 fluidverbunden. Das Auslassventil 241 ist typischerweise an einem unteren Abschnitt des Temperiergeräts angeordnet, um das Auslassen des Temperiermediums aus dem Ausgleichsbehälter 210 zu erleichtern.
  • Ferner kann das Leitungssystem 230 ein Auslassventil 242 zum Entleeren des Leitungssystems 230 aufweisen. Das Auslassventil 242 ist über eine Verbindungsleitung mit dem Temperierkreislauf, beispielsweise mit der Vorlaufleitung, fluidverbunden. Das Auslassventil 242 ist typischerweise an einem unteren Abschnitt des Temperiergeräts angeordnet, um ein vollständiges Auslassen des Temperiermediums aus dem Leitungssystem 230 zu ermöglichen.
  • Das Leitungssystem weist ein Befüllventil 244 auf. Das Befüllventil 244 ist verbindbar oder verbunden mit einem Befüllbehälter 160. Der Befüllbehälter 160 enthält flüssiges Temperiermedium mit dem der Ausgleichsbehälter 210 befüllt werden kann. Das Befüllventil 244 ist typischerweise an einem unteren oder mittleren Abschnitt des Temperiergeräts 200 angeordnet. In Figur 1 ist eine bestimme Anordnung der Ventile 241, 242, 243 schematisch gezeigt, diese kann jedoch nach Bedarf geändert werden. Ferner sind die Auslassventile 241, 242 optional. In einer Ausgestaltungsform kann das Temperiergerät lediglich das Befüllventil 244 aufweisen, und keiner der Auslassventile 241, 242. Hierbei kann sowohl das Befüllen als auch das Auslassen des Temperiermediums über das Befüllventil 244 erfolgen. Das Leitungssystem 230 kann ferner eine Befüllungsleitung 235 aufweisen. Die Befüllungsleitung 235 stellt eine Fluidverbindung zwischen dem Befüllventil 244 und dem Temperierkreislauf, beispielsweise der Vorlaufleitung, her. In einem Aspekt kann die Befüllungsleitung 235 das Auslassventil 242 zum Entleeren des Leitungssystems 230 enthalten (wie in Figur 1 gezeigt).
  • Das Temperiergerät 200 weist ein Befüllungssystem 100 auf. In Figur 1 ist angedeutet, dass sich das Befüllungssystem 100 außerhalb des Gehäuses (entsprechend dem rechteckigen Kasten) des Temperiergeräts 200 befindet. In vielen Ausführungsformen befindet sich das Befüllungssystem 100 jedoch innerhalb des Gehäuses des Temperiergeräts 200.
  • Das Befüllungssystem 100 weist eine Vakuumvorrichtung 110 auf. In Figur 1 entspricht die gezeigte Vakuumvorrichtung 110 einem Vakuumejektor.
  • Typischerweise weist der Vakuumejektor 110 drei Anschlüsse auf: einen Gaseinlassanschluss, einen Gasauslassanschluss und einen Ansauganschluss.
  • Der Vakuumejektor 110 kann über den Gaseinlassanschluss mit einer Gasanschlussleitung 111 des Befüllungssystems 100 verbunden sein. In der Gasanschlussleitung 111 kann ein erstes Ventil 120 zum Kontrollieren einer Gaszufuhr enthalten sein. Die Gasanschlussleitung 111 kann verbindbar oder verbunden sein mit der Gasquelle 150. Die Gasquelle 150 dient zur Bereitstellung von unter Überdruck befindlichem Gas.
  • Der Vakuumejektor 110 kann über den Gasauslassanschluss mit einer Gasauslassleitung 140 des Befüllungssystem 100 verbunden sein. Die Gasauslassleitung 140 dient zur Abfuhr von dem unter Überdruck befindlichen Gas und von aus dem Ausgleichsbehälter 210 angesaugtem Gas.
  • Das Temperiergerät 200 kann eine Beaufschlagungsleitung 201 aufweisen, welche die Gasquelle 150 oder die Gasanschlussleitung 111 des Befüllungssystems 100 direkt mit dem Gasanschluss 211 verbindet. Die Beaufschlagungsleitung 201 kann ferner mit der Gasauslassleitung 140 verbunden sein. Die Beaufschlagungsleitung 201 kann ein drittes Ventil 202 zum Kontrollieren einer Gaszufuhr zur Gasanschlussleitung 111, und/oder ein viertes Ventil 203 zum Kontrollieren einer Gasabfuhr in die Gasauslassleitung 140 aufweisen.
  • Der Vakuumejektor 110 kann über den Ansauganschluss mit einer Ansaugleitung 112 des Befüllungssystem 100 verbunden sein. In der Ansaugleitung 112 kann ein zweites Ventil 130 zum Kontrollieren eines Ansaugens von flüssigen Temperiermedium enthalten sein. Die Ansaugleitung 112 ist bevorzugt mit dem Gasanschluss 211 des Ausgleichsbehälters 210 verbunden.
    • Bezugszeichenliste:
    • 100
    Befüllungssystem
    110
    Vakuumejektor
    111
    Gasanschlussleitung
    112
    Ansaugleitung
    120
    erstes Ventil
    130
    zweites Ventil
    140
    Gasauslassleitung
    150
    Gasquelle
    160
    Befüllbehälter
    200
    Temperiergerät
    201
    Beaufschlagungsleitung
    202
    Drittes Ventil
    203
    Viertes Ventil
    210
    Ausgleichsbehälter
    211
    Gasanschluss
    220
    Pumpe
    230
    Leitungssystem
    231
    Wärmetauscher
    232
    Heizung
    233
    Rücklaufanschluss
    234
    Vorlaufanschluss
    235
    Befüllungsleitung
    241
    Auslassventil zum Entleeren des Ausgleichsbehälters 210
    242
    Auslassventil zum Entleeren des Leitungssystems 230
    243
    Rückschlagventil
    244
    Befüllventil

Claims (15)

  1. Temperiergerät (200) zur Temperierung eines externen Prozesses, aufweisend:
    ein Leitungssystem (230) umfassend:
    - ein Befüllventil (244) zum Anschluss eines Befüllbehälters (160); und
    - einen Ausgleichsbehälter (210);
    einen an dem Ausgleichsbehälter (210) angeordneten Gasanschluss (211) zur optionalen Beaufschlagung des Ausgleichsbehälters (210) während eines Normalbetriebs mit unter Überdruck befindlichem Gas; und
    ein Befüllungssystem (100) zum Ansaugen eines flüssigen Temperiermediums in das Leitungssystem (230) über das Befüllventil (244), umfassend eine mit dem Gasanschluss (211) fluidverbundene Vakuumvorrichtung (110) zum Erzeugen eines Unterdrucks in dem Leitungssystem (230) während eines Befüllungsbetriebs.
  2. Temperiergerät (200) nach Anspruch 1, wobei die Vakuumvorrichtung (110) ein Vakuumejektor (110) ist, welche dazu eingerichtet ist bei Zufuhr von unter Überdruck befindlichem Gas zu dem Vakuumejektor (110) einen Unterdruck an dem Gasanschluss (211) aufzubauen.
  3. Temperiergerät (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das Befüllungssystem (100) ein in einer Gasanschlussleitung (111) angeordnetes erstes Ventil (120) zum Kontrollieren einer Gaszufuhr aufweist; und/oder
    wobei das Befüllungssystem (100) ein in einer Ansaugleitung (112) angeordnetes zweites Ventil (130) zum Kontrollieren eines Ansaugens von flüssigen Temperiermedium aufweist.
  4. Temperiergerät (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Befüllanschluss des Leitungssystems und/oder das Befüllventil (244) an einer Unterseite oder einer Seitenwand des Temperiergeräts (200) angeordnet ist; und/oder
    ferner aufweisend den Befüllbehälter (160), wobei der Befüllbehälter (160) seitlich beabstandet von dem Temperiergerät (200) angeordnet ist, und insbesondere nicht auf einer Oberseite des Temperiergeräts (200) angeordnet ist.
  5. Temperiergerät (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Kontrolleinheit, dazu eingerichtet das erste Ventil (120) und/oder das zweite Ventil (130) zum Befüllen des Ausgleichsbehälters (210) mindestens teilweise zu öffnen.
  6. Temperiergerät (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontrolleinheit ferner eingerichtet ist, bei Erreichen eines Sollfüllstands des Ausgleichsbehälters (210) das erste Ventil (120) und/oder das zweite Ventil (130) zu schließen.
  7. Temperiergerät (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontrolleinheit ferner konfiguriert ist zum automatischen Befüllen des Ausgleichsbehälters (210).
  8. Temperiergerät (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Leitungssystem (230) zumindest einen Wärmetauscher (231), eine Heizung oder eine Kühlung umfasst, zur Temperierung des in dem Leitungssystem (230) in dem Normalbetrieb befindlichen flüssigen Temperiermediums.
  9. Temperiergerät (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine mit dem Befüllungssystem (100) verbundene Gasquelle (150), welche eingerichtet ist zur Beaufschlagung des Ausgleichsbehälters (210) während des Normalbetriebs mit einem unter Überdruck befindlichen Gas; und welche eingerichtet ist zur Zufuhr von unter Überdruck befindlichem Gas zu dem Vakuumejektor (110) während des Befüllungsbetriebs.
  10. Verfahren zum Befüllen eines Leitungssystems (230) eines Temperiergeräts (200), aufweisend die Schritte:
    Erzeugen eines Unterdrucks mittels Betreibens einer Vakuumvorrichtung (110) an einem Gasanschluss (211) eines Ausgleichsbehälters (210) des Leitungssystems (230); und
    Ansaugen eines flüssigen Temperiermediums in das Leitungssystem (230) über ein Befüllventil (244) des Leitungssystems (230) während die Vakuumvorrichtung (110) an dem Gasanschluss (211) betrieben wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner aufweisend den Schritt:
    Unterbrechen des Ansaugens des flüssigen Temperiermediums, insbesondere durch Schließen eines ersten Ventils (120) zum Kontrollieren einer Gaszufuhr zu der Vakuumvorrichtung (110) und/oder Schließen eines zweiten Ventils (130) zum Kontrollieren eines Ansaugens des Temperiermediums, bei Erreichen eines Sollfüllstands des Ausgleichsbehälters (210).
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, ferner aufweisend mindestens einen der folgenden Schritte:
    Anschließen eines Befüllungssystems (100), aufweisend die Vakuumvorrichtung (110), an den Gasanschluss (211) des Ausgleichsbehälters (210); und/oder
    Anschließen eines mit dem Temperiermedium gefüllten Befüllbehälters (160) an das Leitungssystem (230), insbesondere an das Befüllventil (244) des Leitungssystems (230).
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, ferner aufweisend mindestens einen der folgenden Schritte:
    mindestens teilweises Öffnen des ersten Ventils (120) zum Kontrollieren der Gaszufuhr zur Vakuumvorrichtung (110); und/oder
    mindestens teilweises Öffnen des, insbesondere in einer Ansaugleitung (112) angeordneten, zweiten Ventils (130) zum Kontrollieren des Ansaugens von Temperiermedium; und/oder
    mindestens teilweises Öffnen des, insbesondere zwischen dem Leitungssystem (230) und dem Befüllbehälter (160) angeordneten, Befüllventils (244).
  14. Temperiergerät (200), umfassend eine Kontrolleinheit, welche eingerichtet ist, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13 zu steuern.
  15. Verwendung eines Befüllungssystems (100) mit einer Vakuumvorrichtung (110) zum Befüllen eines Ausgleichsbehälters (210) eines Temperiergeräts (200), insbesondere aufweisend das Befüllungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder das Temperiergerät (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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