NL1010047C2

NL1010047C2 - Microserver.

Info

Publication number: NL1010047C2
Application number: NL1010047A
Authority: NL
Inventors: Jan Henk Cnossen
Original assignee: Jan Henk Cnossen
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 1999-10-05
Also published as: DE69915724T2; DE69915724D1; EP0947777A1; ATE262661T1; EP0947777B1

Description

* • »·

Microserver

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het suppleren en ontgassen van het circulatie-water van een CV-systeera. Een dergelijke inrichting wordt in het algemeen server genoemd en is bekend uit de inter-5 nationale octrooiaanvragen WO 95/20132 en WO 96/33372.

De bekende inrichtingen zijn omvangrijk. De als microserver aangeduide inrichting volgens de uitvinding kan op gunstige wijze klein worden uitgevoerd en is primair bedoeld om als goedkoop massa-artikel te worden 10 toegepast in CV-systemen voor woonhuizen. De uitvinding is echter ook bruikbaar voor grotere systemen.

Daarnaast is de microserver volgens de uitvinding met name bestemd om in de plaats van het traditionele expansievat (hangend) te kunnen worden gemonteerd.

15 Een geschikte uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is gekenmerkt in conclusie 2. Het expansiecompartiment wordt hierbij gevormd door de ringvormige ruimte om de cilindrische kamer.

Een qua opbouw eenvoudige en daardoor wat de 20 kosten betreft gunstige uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt verkregen door toepassing van de maatregel van conclusie 3.

Een zeer geschikte uitvoering van de drukge-stuurde schakelaar wordt daarbij verkregen met de uitvoe-25 ring zoals gekenmerkt in conclusie 4. Door de drukafhan-kelijke omhoog en omlaag gaande beweging van de plunjer wordt de grondplaat verzwenkt. De hellinggevoelige schakelaar zoals de kwikschakelaar wordt op een zodanige wijze aan de grondplaat gemonteerd dat de contacten 30 daarvan gesloten worden wanneer een met een bepaalde minimale bedrijfsdruk overeenkomende druk in het centrale verwarmingssysteem heerst.

Een zeer gunstige verdere ontwikkeling is gekenmerkt in conclusie 5. In geval van een sterk water- 1010047 2 verlies uit het centrale verwarmingssysteem, bijvoorbeeld door lekkage, zal zich een situatie voordoen van een laag niveau in het suppletiecompartiment en tegelijkertijd een lage druk in het centrale verwarmingssysteem. Door toe-5 passing van de maatregel van conclusie 5 zal in deze situatie de pomp niet worden geactiveerd en zal het systeem in principe uitschakelen, totdat de lekkage wordt verholpen en het systeem weer op druk wordt gebracht.

Door toepassing van de maatregel van conclusie 10 6 wordt op eenvoudige wijze de besturing van de supple-tieklep verkregen. Bij een normaal drukniveau in het centrale verwarmingssysteem zal de suppletieklep op de gewenste wijze worden geactiveerd om waterverlies, bijvoorbeeld door ontgassing van het CV-water te compense-15 ren. Wanneer echter de druk laag is ten gevolge van lekkage of dergelijke, zal de suppletieklep niet worden geactiveerd.

De uitvinding zal verder worden toegelicht in de volgende beschrijving aan de hand van de bijgevoegde 20 figuren.

Figuur 1 toont een gedeeltelijk weggebroken voor aanzicht van een inrichting volgens de uitvinding in een voorkeursuitvoeringsvorm 25 Figuur 2-5 tonen 1 met figuur 3 overeenkomende door sneden van de in figuur 1 getoonde inrichting in vier verschillende bedrijfs-toestanden.

Figuur 6 toont een zijaanzicht van een in de in- 30 richting toegepaste vlotterklep in drie bedrijfstoestanden.

De microserver 1 wordt op de wijze van een gebruikelijk expansievat met een aansluitbuis 6 bevestigd 35 aan de expansieleiding van een CV-systeem. Een aansluiting aan de drinkwaterleiding wordt gemaakt op de suppletieklep 10. Daarnaast is een aansluiting aan het riool ^ mogelijk door middel van buis 12.

i 1010047 3

De microserver 1 is verdeeld in twee compartimenten: een expansievat 2 en een suppletiebuffer 3 in een binnenbus 4.

In het expansievat 2 kan de druk variëren van 5 een onderdruk tot nagenoeg atmosferisch. In de suppletie-buffer 4 is de druk altijd atmosferisch, door een directe verbinding met de buitenlucht.

Via de aansluiting 6 op de expansieleiding naar het CV-systeem wordt het onder druk staande CV-water naar 10 een verdeelkom 5 geleid, onder in het vat 1. De verdeel-kom verbindt het CV-systeem met de hoofdregelklep 7. Van de aansluiting op het CV-systeem tot aan de onderzijde van de plunjer van de hoofdregelklep, is de druk in hoofdzaak gelijk aan de druk in het CV-systeem.

15 De hoofdregelklep 7 regelt bij hoge druk in het CV-systeem de waterdoorvoer vanuit het CV-systeem naar het expansievat 2, waardoor de druk in het CV-systeem wordt verlaagd. Daarnaast geeft de hoofdregelklep een lage druk in het CV-systeem door aan een kwikschakelaar 20 26, waarna een pomp 28 wordt ingeschakeld, om de druk in het CV-systeem te verhogen. De druk in het CV-systeem kan, uiteraard afhankelijk van de uitvoering van de microserver qua pompcapaciteit en hoofdregelklep, op elke gewenste waarde worden ingesteld.

25 Door de spanner 14 (schroef met borging) te verstellen, kan de druk worden verhoogd (indraaien) of verlaagd (uitdraaien). Met de spanner wordt een spanbeugel 15 omhoog of omlaag gedraaid, waarmee vervolgens de bovenkap 16 op het klephuis in dezelfde richting worden 30 bewogen. Hierdoor wordt de veerspanning op de plunjer in de hoofdregelklep 7 vergroot of verkleind.

De verschillende posities van de plunjer worden via een verbindingsstang 17 doorgegeven aan een grond-plaat 24, waarop twee kwikschakelaars 25, 26 zijn gemon-35 teerd. Wanneer de druk het laagste niveau heeft bereikt zal de plunjer via de verbindingsstang 17 de grondplaat 24 zover naar beneden trekken, dat de kwikschakelaar 26 van de pomp 28 contact maakt, zoals weergegeven in figuur 101^47 4 3. De pomp 28 zuigt vervolgens water via de aanzuiglei-ding 27 uit het expansievat 2 aan, en pompt dit water naar het CV-systeem via de persleiding 29, welke is aangesloten op aansluitbuis 6. De druk in het CV-systeem 5 wordt verhoogd, waardoor de plunjer in de hoofdregelklep 7 vanuit de laagste stand omhoog wordt bewogen. Uiteindelijk wordt hierdoor de grondplaat 24 met de kwikschake-laars 25, 26 in de neutrale stand gekanteld, en de pomp 28 uitgeschakeld. Bij een hogere druk wordt de grondplaat 10 in een neutrale stand gehouden. De verbindingsstang 17 kan zich beperkt vrij bewegen in een sleuf in de grondplaat 24.

De plunjer in de hoofdregelklep sluit in de onderste stand geheel af op een zitting 20. Hiermee is 15 een laagste druk in het CV-systeem gewaarborgd. Wanneer de plunjer wordt opgelicht, sluit de plunjer met een zui-ger/cilinder passing nagenoeg geheel af.

Enige lekkage is toegestaan om vooral gassen te kunnen laten ontsnappen uit het CV-systeem. Gas zal 20 gemakkelijker langs de afdichting komen, maar voor water is de afdichting goed.

Doordat het klephuis rechtstreeks door water uit het CV-systeem wordt gestuurd, waarbij de plunjer verder tot volledig wordt geopend naarmate de druk 25 stijgt, zoals figuur 2 toont, is de veiligheid met het oog op overdruk in het CV-systeem gegarandeerd. Een afzonderlijke veiligheidsklep is dus overbodig. Het spreekt voor zich, dat bij het openen van de hoofdregelklep 7, waarbij de plunjer naar boven beweegt, de druk 30 als gevolg van het innemen van water uit het CV-systeem naar het expansievat in het CV-systeem lager wordt, tot een nieuw evenwicht is gevonden op de ingestelde druk.

Verder is de mogelijkheid aanwezig om te grote hoeveelheden water af te voeren uit de expansieruimte 2, 35 via de overdrukklep 9, en vervolgens via de suppletiebuf-fer 3 en rioolaansluiting 12.

Wanneer het vloeistofniveau in het expansievat 5 daalt tot onder een basisniveau, wordt inlaatklep 22 door 1 1010047 5 de vlotter 23 geopend, zoals weergegeven in figuur 4. Indien sprake is van een te grote onderdruk in de expan-sieruimte 2, zal door het verplaatsen van een kleine penafsluiter 33 in de inlaatklep 22 eerst een geringe 5 opening ontstaan, waarmee de onderdruk wordt verbroken. Hierna is de vlotter zeker in staat om de inlaatklep 22 te openen.

In figuur 6 is een uitvoeringsvariant van de inlaatklep of suppletieklep 22 getoond. In figuur 9A is 10 de gesloten toestand weergegeven en in figuur 9B de toestand waarbij de vlotter 23 juist zover gedaald is dat de penafsluiter 33 de opening in de inlaatklepplaat 22 vrijlaat. Het drukverschil over de inlaatklepplaat 22 wordt door deze opening gering, zodat de vlotter verder 15 de gehele klepplaat open kan drukken tot in de toestand zoals getoond in figuur 9C. De vlotter 23 is bij deze uitvoeringsvorm uitgevoerd als een bakje waarin water blijft staan, teneinde de neerwaartse kracht van de vlotter voor het opendrukken van de klep wordt vergroot. 20 Na het openen van de inlaatklep 22, stroomt water vanuit de suppletiebuffer 3 in het expansievat 2. Hierdoor zal het waterniveau in de suppletiebuffer 3 worden verlaagd. Een vlotter 21 daalt mee met het vloeistofniveau in de suppletiebuffer 3. Onder invloed van de 25 veerspanning van de veerbegrenzer 19 wordt de verbin-dingsstang 18 mee omlaag bewogen, zoals weergegeven in figuur 7. De grondplaat 24 wordt meegenomen met deze beweging en kantelt de kwikschakelaar 25 voor de suppletieklep 10, waardoor de suppletieklep 10 wordt ingescha-30 keld. Het afschakelen van de suppletieklep 10 vindt in omgekeerde volgorde plaats.

Het inschakelmoment voor de suppletieklep is afhankelijk van de hellingshoek van de op de grondplaat 24 gemonteerde kwikschakelaar 25. Het waterniveau in de 35 suppletiebuffer zal worden verlaagd op het moment dat de pomp is geactiveerd. Immers, een lage druk in het CV-systeem is er de aanleiding voor om water uit het expansievat naar het CV-systeem te pompen. Hierbij is de 1010047 6 positie van de plunjer in de hoofdregelklep 7 laag en kwikschakelaar 26 gesloten.

De verschillende hellingshoeken van de kwik-schakelaars 25 en 26 zijn zo gekozen, dat eerst een 5 juiste druk in het CV-systeem wordt verkregen. De kwikschakelaar 26 blijft gesloten tot de plunjer in de hoofdregelklep 7 een geschikte hogere stand heeft bereikt, wat het geval is als de druk in het CV-systeem gelijk is aan de ingestelde waarde. De grondplaat 24 zal nu aan de 10 zijde van de stang 18 een neutrale stand innemen. De nu gewijzigde hellingshoek doet de pomp 28 uitschakelen en de suppletieklep 10 openen. Op grondplaat 24 is nu kwikschakelaar 25 voor de suppletieklep gesloten en kwikschakelaar 26 voor de pomp open.

15 Het is echter mogelijk dat het waterniveau in het expansievat zich op het basisniveau bevindt, terwijl het CV-systeem in vol-bedrijf is. Dit kan zich voordoen door initiële waterlekkages in een CV-systeem, hetgeen uitvoerig is behandeld in eerdergenoemde octrooiaanvra-20 gen. Ook kunnen er werkzaamheden aan een CV-systeem zijn verricht, waarbij water verloren is gegaan. Na uitschakeling van het CV-systeem koelt het water af. De microser-ver moet nu de volumevermindering van het water in het CV-systeem compenseren, terwijl er een minimale hoeveel-25 heid water aanwezig is. Indien het CV-systeem voldoende dicht is zal in de microserver steeds voldoende vulwater ter compensatie van volumeverkleining tijdens het afkoelen van water in deze CV-systeem beschikbaar zijn.

De microserver moet in een kritieke situatie in 30 staat zijn om het CV-systeem op druk te houden met ten minste de hoeveelheid water gelijk aan het volume tussen het minimum- en basisniveau van het expansievat, vermeerderd met de hoeveelheid water aanwezig in de suppletie-buffer. Indien deze minimale voorraad van dit gezamenlij-35 ke volume aan water aanwezig in de microserver nagenoeg gelijk is aan de maximale hoeveelheid expansiewater van het CV-systeem (volumeverschil water bij hoogste be-drijfstemperatuur en laagste temperatuur bij afschake- , 1010047 7 ling), kan de microserver een juiste werkdruk in het CV-systeem blijvend garanderen.

Wanneer blijkt dat deze minimale hoeveelheid water ontoereikend is om een goede werkdruk in het CV-5 systeem te realiseren, dan duidt dit op een onaanvaardbaar waterverlies in het CV-systeem door lekkage. De microserver blijft in deze extreme situatie "buiten bedrijf", tot de problemen aan het CV-systeem zijn opgelost. Eerst zal het CV-systeem voldoende op druk moeten 10 zijn gebracht, alvorens de suppletieklep kan worden geopend. De grondplaat 24 met de kwikschakelaars 25 en 26 is dan namelijk aan beide zijden, suppletie- en pompzij-de, omlaag getrokken, waardoor beide kwikschakelaars open blijven geschakeld. Dit is weergegeven in figuur 8.

15 Een andere veiligheid betreft de vacuümklep 8 en de drukklep 9. Met de vacuümklep 8 wordt er een ondergrens van de onderdruk in het expansievat, bijvoorbeeld een onderdruk van ten hoogste 0,5 bar onder atmosferisch of 0,5 bar absoluut, gewaarborgd. Bij een te grote onder-20 druk zal onder meer de goede werking van de pomp 28 in gevaar kunnen komen. Door de lucht-buffer boven in het expansievat, zal nimmer sprake zijn van een te grote onderdruk. In voorkomende gevallen kan het waterniveau in het expansievat te hoog zijn geweest, waardoor tijdens 25 het leegpompen een te sterke onderdruk ontstaat. Met de vacuümklep 8 kan dan lucht worden binnengelaten. Omgekeerd kan een situatie optreden, waarbij het aanbod van water uit het CV-systeem te groot is. Met de drukklep 9 wordt dan voorkomen, dat een druk in het expansievat 30 optreedt die hoger is dan ongeveer de atmosferische druk. De drukklep 9 zou bij zulke calamiteiten bij een druk van bijvoorbeeld 0,1 bar boven atmosferisch kunnen openen, om het te veel aan water af te voeren.

Als veiligheid ten aanzien van het risico van 35 verontreiniging van het drinkwater heeft de microserver twee atmosferische onderbrekingen. Ten eerste is er een veilig 'hoogteverschil tussen de rioolaansluiting 12 en de opening van uitstroompijpje 11. Daarnaast is de bovenzij- 1010047 « 8 de van het horizontale deel van de rioolaansluiting gedeeltelijk weggenomen (13) . Ten slotte is het binnen het ontwerp mogelijk, om in de wand in de binnenbus 4 tussen uitstroompijpje 11 en de aansluiting naar het 5 riool 12 een opening te maken, waardoor nog een atmosferische onderbreking wordt verkregen. De diameters, afstanden en openingen dienen qua maatvoeringen in overeenstemming te zijn met plaatselijke verordeningen t.a.v. de watertechnische veiligheid.

10 Bij de hier beschreven voorkeursuitvoeringsvorm is voor de elektrische schakelingen gebruik gemaakt van kwikschakelaars waarbij door kanteling een kwikbolletje in een dichte glazen behuizing heen en weer beweegt en beurtelings twee contactpennen met elkaar verbindt, dan 15 wel verbreekt. Uiteraard is elke schakelaar die dezelfde eigenschappen heeft bruikbaar. Een hysteresis in de j schakelingen is eenvoudig te creëren door de hellingshoe- ken van de schakelaars verschillend van elkaar te kiezen. De grondplaat is bij voorkeur met een elastische of 20 flexibele verbinding in een neutraal-stand opgehangen.

1010047

Claims

1. Inrichting voor het suppleren en ontgassen van circulatiewater van een centrale verwarmingssysteem omvattende een expansiecompartiment en een suppletiecom-partiment, een onderin het expansiecompartiment uitmon- 5 dende verbindingsleiding voor verbinding met het centrale verwarmingssysteem, tussen de verbindingsleiding en het expansiecompartiment aangebracht, een bij een hoge druk in de verbindingsleiding openende drukgestuurde expan-sieklep en een bij een lage druk in de verbindingsleiding 10 door een drukgestuurde schakelaar activeerbare pomp, een tussen het expansiecompartiment en het suppletiecomparti-ment aangebrachte, bij een laag niveau in het expansiecompartiment openende niveaugestuurde klep, een bij een laag niveau in het suppletiecompartiment openende niveau- 15 gestuurde suppletieklep, waarbij de inrichting uitgevoerd is als een zelfdragende, door de verbindingsleiding met een centrale verwarmingssysteem verbindbare eenheid.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij het expansiecompartiment in een in hoofdzaak cilindrisch vat 20 is gevormd en het suppletiecompartiment in een in dit vat opgenomen in hoofdzaak cilindrische kamer.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de expansieklep een tegen veerdruk in verplaatsbare plunjer omvat en de drukgestuurde schakelaar geactiveerd 25 wordt door verplaatsing van de plunjer.

4. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de plunjer verticaal beweegbaar is opgesteld en excentrisch verbonden is met een om een horizontale as zwenkbare grondplaat welke een hellinggevoelige schakelaar zoals 30 een kwikschakelaar draagt, die de de pomp activerende drukgestuurde schakelaar vormt.

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij een in het suppletiecompartiment opgenomen vlotter eveneens excentrisch met de grondplaat is verbonden, zodanig dat 35 deze bij een laag niveau de grondplaat in een met een hoge druk overeenkomende stand dwingt. 1010047 ψ

6. Inrichting volgens conclusie 5, waarbij de grondplaat een tweede hellinggevoelige schakelaar zoals een kwikschakelaar draagt, die de suppletieklep kan activeren. 3 1010047