NL1027791C2 - Werkwijze voor het in een gesloten vloeistofcircuit monteren van een expansievat alsmede gesloten vloeistofcircuit en expansievat. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze voor het in een gesloten vloeistofcircuit monteren van een expansie vat alsmede gesloten vloeistofcircuit en expaneievat

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in een gesloten vloeistofcircuit met variërende temperatuur monteren van een expaneievat, dat voorzien is van een huis dat door een membraan is onderverdeeld in een afgesloten ruimte en een ruimte die via een 5 aansluiting in open verbinding wordt gebracht met een leiding van het gesloten vloeistofcircuit.

In een gesloten vloeistofcircuit, zoals een leidingennetwerk ten behoeve van het verwarmen van een gebouw, zal de gecirculeerde vloeistof bij verwarming uitzetten en zodoende de druk in het circuit doen toenemen. 10 Om de druk niet te hoog te laten worden is een overdrukklep aanwezig. Bij uitzetting van de vloeistof in een gesloten systeem neemt de druk echter zeer snel toe. Teneinde in het gewenste temperatuurvariatietraject openén van de overdrukklep te voorkomen wordt gebruik gemaakt van een expansievat, dat voorzien is van een huis dat door een membraan is 15 onderverdeeld in enerzijds een afgesloten ruimte, waarin zich een gas bevindt, en anderzijds een ruimte die via een aansluiting in open verbinding wordt gebracht met een leiding van het gesloten vloeistofcircuit. Bij uitzetting van de vloeistof wordt het membraan onder samendrukking van het gas in de afgesloten ruimte, door de uitzettende vloeistof weggedrukt en 20 voorkomt zodoende het snel en sterk stijgen van de druk in het gesloten vloeistofcircuit. Bij afkoelen van de vloeistof zal de gasdruk in de afgesloten ruimte de overhand krijgen en het membraan terugdrukken en eventueel doen doorhingen naar de andere kant. Tevens vóórziet een dergelijk expansievat in een, zij het beperkte, hoeveelheid vloeistof voor het 25 vervangen van, bijvoorbeeld door zweten, dat wil zeggen nauwelijks waarneembaar lekken, uit het circuit tredende vloeistof.

1027791 2

Een dergelijk gesloten vloeistofdrcuit is in de praktijk algemeen bekend en functioneert naar behoren. Valt evenwel bet functioneren van het expansie vat uit, hetgeen nagenoeg steeds het gevolg is van het lek raken van het membraan, dan heeft dit het uiterst vervelende uitvallen van het 5 verwarmingssysteem tot gevolg. Dit kan er in de praktijk toe leiden, dat een expansievat tijdens gebruikelijke onderhoudswerkzaamheden veiligheidshalve voortijdig wordt vervangen door een nieuw expansievat.

Met de uitvinding wordt beoogd bovengenoemde problemen te elimineren, dat wil zeggen ervoor te zorgen dat de kans op het in het 10 ongerede raken van het een expansievat alsmede de kans op onnodig, dat wil zeggen voortijdig vervangen van een nog goed functionerend expansievat tot een minimum wordt terug gebracht.

Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bij een werkwijze van de in de aanhef omschreven soort bereikt, als het expansievat met de aansluiting 15 zich in een ondergelegen gebied van het expansievat bevindend wordt gemonteerd, een en ander zodanig, dat de afgesloten ruimte in hoofdzaak boven de in open verbinding met de leiding staande ruimte wordt gesitueerd. Door deze maatregelen wordt het expansievat als het ware "staand" gemonteerd, in plaats van zoals tot dusverre in de praktijk 20 standaard is "hangend" aan de leiding,. Deze verrassend eenvoudige maatregel met het even verrassende effect, dat membraanbreuk tot een minimum wordt gereduceerd, is gevolg van het inzicht dat de in het hangende expansievat zinkende, met de vloeistof gecirculeerde verontreinigingen de oorzaak zijn voor de membraanbreuk. Bedoelde 25 verontreinigingen zullen bij een hangend expansievat tijdens het bovenwaarts bol gaan staan van het membraan, dat wil zeggen bij afkoeling van de circulerende vloeistof of het verminderen daarvan door lekkage, terechtkomen in het gebied waar het membraan is vastgezet in het huis.

Dat is tevens het gebied van het membraan dat bij wijziging en omkering 30 van de druk in het gesloten vloeistofdrcuit als het ware scharniert. Aldaar 1027791 '' t: 3 aanwezige harde en/of scherpe verontreinigingen kunnen in bedoeld scharniergebied het membraan perforeren en aldus het expansievat onwerkzaam maken. Door nu het expansievat "staand" te monteren zullen verontreinigingen als gevolg van de zwaartekracht niet meer in het bedoelde bedreigde scharniergebied van het membraan kunnen verblijven in zoverre die verontreinigingen nog tot in het expansievat terecht kunnen komen, omdat daartoe een verplaatsing in opwaartse richting voor nodig zou zijn in een omgeving waar zich niet of nauwelijks stroming voordoet, zodat op bijzonder effectieve wijze de desastreuze werking van die verontreinigingen op het membraan is geëlimineerd.

Opgemerkt wordt, dat uit EP 0 899 514 en DE 100 01 542 expansievaten bekend zijn, waarbij de aansluiting aan de onderzijde is getekend, doch waarbij niet is vermeld of de expansievaten ook "staand" in plaats van, zoals algemeen gebruikelijk, "hangend" moeten worden gemonteerd.

Een expansievat zou door geschikte uitvoering van de verbinding met de leiding onder of naast de leiding staand kunnen worden opgesteld. Overeenkomstig een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt er evenwel een voorkeur voor uitgesproken, dat het expansievat boven de leiding waarmee het expansievat door de aansluiting in open verbinding wordt gebracht, wordt op gesteld. Hierdoor kan het expansievat met een minimum aan verbindingsmateriaal in een optimale stand en een minimale kans op het binnendringen van verontreinigingen op de leiding worden aangesloten.

Zoals opgemerkt, heeft het expansievat vaak ook een compensatiefunctie bij het uit het gesloten circuit weglekken van vloeistof teneinde uitval van de installatie als gevolg van te lage druk door vloeistofgebrek tegen te gaan. In een staand opgesteld expansievat kunnen zich onder het membraan uit de vloeistof afgescheiden gassen verzamelen, hetgeen gezien zou kunnen worden als nadelig voor de compensatiefunctie.

1027791 * 3a 3

In dat geval kan er overeenkomstig een verdere uitvoering van de uitvinding in worden voorzien, dat het gesloten vloeistofcircuit wordt voorzien van een automatisch werkzame suppletie-inrichting voor vloeistof. Aldus is op bijzonder effectieve wijze te voorkomen dat er gebrek aan vloeistof kan ontstaan, en bovendien geschiedt dit dan ook op bijzonder 1027791 4 efficiënte wijze, omdat het membraan dan door een zich daar eventueel verzamelende luchtlaag nog beter wordt beschermd tegen beschadiging of perforering door via de circulerende vloeistof meegesleurde deeltjes, omdat het membraan dan ook buiten contact blijft met eventueel aanwezig zweef· 5 of drjjfvuil. Tevens brengt die luchtlaag door vergroting van de luchtinhoud van het expansievat een vergroting van het compensatievolume met zich, zodat ofwel met een zelfde expansievat een grotere compensatie mogelijk is ofwel een zelfde compensatie met een kleiner en goedkoper expansievat kan worden gerealiseerd.

10 Overigens zal bij verlaging van de druk bij afkoelen en/of weglekken van de vloeistof het expansievat geheel leeg kunnen worden gedrukt, zodat een overmaat aan in het expansievat gevangen gassen weer wordt verwijderd. Een in de verbinding tussen het expansievat en de leiding aanwezige hoeveelheid gassen kan niet worden weggedrukt, doch dit is 15 alleen maar van voordeel, omdat die gassen de hierboven reeds vermelde laag onder het membraan vormen. De eerst gevangen en daarna weer weggedrukte lucht dient voor een optimaal functioneren van het gesloten vloeistofdrcuit te worden verwijderd. Dit is overeenkomstig een verdere uitvoering van de uitvinding te verwezenlijken, als de suppletie-inrichting 20 wordt gecombineerd met een automatisch werkzame ontluchtingsmrichtmg, waarbij eerst de ontluchtingsinrichting wordt geactiveerd alvorens de suppletie-inrichting in werking treedt.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een gesloten vloeistofdrcuit met variërende temperatuur en voorzien van een 25 expansievat, dat voorzien is van een huis dat door een membraan is onderverdeeld in een afgesloten ruimte en een ruimte die via een aansluiting in open verbinding staat met een leiding van het gesloten vloeistofdrcuit. Teneinde daarbij het expansievat een zo lang mogelijke levensduur te geven dient er volgens de uitvinding in te zijn voorzien, dat de 30 enerzijds in open verbinding met bedoelde leiding staande aansluiting 1027791 " —^^^1^—— ^·Μ·Ι· .

5 anderzijds uitmondt in een ondergelegen gebied van het expansievat, waarbij het dan de voorkeur verdient, dat bet expansievat boven bedoelde leiding is gemonteerd en de aansluiting een in hoofdzaak verticaal pijpdeel tussen de onderzijde van het expansievat en de bovenzijde van bedoelde 5 leiding is.

Om bij bet relatief klein uitvoeren van het expansievat, ook op de lange termijn, watergebrek effectief te voorkomen kan er in zijn voorzien, dat op het expansievat een suppletie-inrichting is aangebracht, die voorzien is van een omsloten ruimte, waarin via een open verbinding met het 10 vloeistofcircuit een luchtkop uit aan in het circuit circulerende vloeistof onttrokken gassen kan worden gevormd en waarin zich een vlotter bevindt, die bij het bereiken van een bepaalde grootte van de luchtkop door zakken in het huis automatisch een suppletieklep opent, waarbij bovendien nog een gasvrij maken van de circulerende vloeistof is te verkrijgen, als in de 15 omsloten ruimte een ontluchtingsinrichting aanwezig is, die voorzien is van een ontluchtingsklep, die eveneens door bedoelde vlotter bedienbaar is, waarbij de vlotter bij zakken eerst de ontluchtingsklep en bij verder zakken de suppletieklep opent.

Verder heeft de uitvinding nog betrekking op een gebruikelijk 20 expansievat voorzien van een huis dat door een membraan is onderverdeeld in een afgesloten ruimte en een ruimte die via een aansluiting in open verbinding kan worden gebracht met een leiding van het gesloten vloeistofcircuit, waarbij dit expansievat overeenkomstig de uitvinding ie ingericht om met de aansluiting aan de onderzijde te worden gemonteerd.

25 Onder verwijzing naar een in de tekening, zij het slechts bij wijze van niet beperkend voorbeeld, weergegeven uitvoeringsvorm zal de uitvinding thans nader worden toegelicht. Daarbij toont:

Fig. 1 schematisch een gesloten vloeistofcircuit in de vorm van een centrale verwarmingsinstallatie; en 1027791 6

Fig. 2 op vergrote echaal in dwarsdoorsnede een mogelijke verbinding tussen expaneievat en vloeistofcircuit.

Het in Fig. 1 schematisch weergegeven gesloten vloeistofcircuit in de vorm van een centrale verwarmingsinstallatie is voorzien van een ketel 5 1, leidingen 2 en radiatoren 3. Voor het circuleren van de vloeistof is een pomp 4 aanwezig en voor het opvangen van het verschil in volume van de gecirculeerde vloeistof bij opwarmen en afkoelen een expaneievat 5. Verder is een gecombineerde euppletie/ontluchtingsinrichting 6 aanwezig die vlotter gestuurd werkt. Daartoe is bedoelde inrichting 6 voorzien van een 10 huis 7, dat in zijn algemeenheid de vorm heeft van een cilinder, waarvan een ondergelegen kops uiteinde in open verbinding staat met een pijpdeel 8 en aldus communiceert met een der leidingen 2, terwijl een bovengelegen kop8 uiteinde in open verbinding staat met een pijpdeel 16 en aldus communiceert met het expaneievat 5, dat voorzien is van een bolvormig huis 15 12 met een inwendige ruimte die in tweeën is verdeeld door een membraan 13, waardoor een volledig afgesloten ruimte 14 wordt gevormd en een i ruimte 15 die via het pijpdeel 16 in open verbinding staat met de suppletie/ontluchtingsinrichting 6.

Gasbelletjes die vanuit de leidingen 2 door het pijpdeel 8 opstijgen 20 en via de open verbinding in het huis 7 terechtkomen, vormen in dat huis en de daarmee in verbinding staande ruimte 15 een luchtkop. In het huis 7 is een vlotter 17 (Fig. 2) aanwezig die in het huis 7 omlaag zakt bij het in grootte toenemen van de luchtkop door het vangen van gassen uit de circulerende vloeistof en/of het afkoelen van die vloeistof Tijdens dat 25 zakken zal de vlotter 17 op een eerste niveau een ontluchtingsklep 9 openen, waarna gassen uit de luchtkop zullen worden afgeblazen als de druk in de luchtkop hoger is dan een afblaasdruk ingesteld door een van de ontluchtingsklep 9 deel uitmakende terugslagklep 18. Zakt de vlotter 17 nog verder, dan zal dat resulteren in het openen van een suppletieklep 10, 30 waardoor verse vloeistof vanuit een met een bron in verbinding staande 1027791 7 leiding 11 via de euppletieklep 10, de open verbinding en het pijpdeel 8 in het vloeistofcircuit wordt gebracht.

Stijgen van de vlotter 17 als gevolg van het toevoegen en/of opwannen van de vloeistof en/of het af blazen van gassen uit de luchtkop 5 heeft het sluiten van eerst de euppletieklep 10 en bij nog verder stijgen van de vlotter 17 het sluiten van de ontluchtingeklep 9 tot gevolg, waarna voor het gesloten vloeistofcircuit het volledige volume van het expansievat 5 ter beschikking staat voor het binnen de gewenste waarden houden van de druk in dat gesloten vloeistofcircuit. Immers suppletie van verse vloeistof zal pas 10 plaatsvinden nadat alle vloeistof om druk redenen is weggedrukt uit het expansievat 5. Door dit bij behoefte suppleren is de suppletiefunctie van het expansievat 5 in feite overbodig geworden, hetgeen betekent dat met een kleiner en derhalve goedkoper expansievat kan worden volstaan, dan in een situatie waarbij een deel, bijvoorbeeld de helft, van het volume van het 16 expansievat ter beschikking moet staan voor suppletiedoeleinden.

Het expansievat is "staand" gemonteerd, dat wil zeggen dat de ruimte 15 onder de volledig afgesloten ruimte 14 is gesitueerd en het pijpdeel 16 in een ondergelegen gebied van het expansievat 5 uitmondt. In Fig. 2 is de toestand weergegeven waarin de vloeistof geheel of nagenoeg 20 geheel uit het expansievat is weggedrukt. Verder weglekken van vloeistof of krimp daarvan als gevolg van temperatuursverlaging zou tot verlaging van de druk in het systeem en zodoende tot uitval van het systeem leiden met alle nadelige gevolgen van dien. Dit wordt voorkomen door het met behulp van de vlotter 17, zoals hierboven beschreven, ontluchten en bijvullen van 25 het vloeietofcirculatiesysteem, waardoor uitval effectief wordt voorkomen.

Tot dusverre was gebruikelijk een expansievat "hangend" aan een leiding 2 op te stellen. Een dergelijk expansievat is in de praktijk gevoelig gebleken voor het lek raken van het membraan en daardoor onwerkzaam worden van het expansievat met uitval van de verwarmingsinrichting tot 30 gevolg met alle nadelen van dien.

1027791 8

Door nu in feite alleen maar het expansie vat "staand" in plaats van "hangend" op te stellen blijkt de levensduur daarvan in zeer aanzienlijke mate te verlengen, dat wil zeggen in principe tot de levensduur van andere componenten van de installatie, zoals de leidingen, de radiatoren en de 6 ketel. Dit eenvoudig verkregen aanzienlijke voordeel van de gewijzigde montage is een gevolg van het inzicht dat de zwakke plek van het expansievat het membraan is en dat met de vloeistof gecirculeerde harde en/of scherpe deeltjes in een hangend expansievat kunnen zakken en daaruit niet meer worden afgevoerd. De compenserende werking van het 10 expansievat is gebaseerd op bet doorbuigen van het membraan vanuit een aanvankelijk horizontale, neutrale positie, waarin het expansievat voor de helft is gevuld met vloeistof en half met gas onder druk, tot een stand waarbij onder invloed van de uitzetting van verwarmde vloeistof meer vloeistof vanuit de leidingen in het expansievat wordt gedrukt en de gassen 15 worden samengedrukt, of tot een stand waarbij als gevolg van af koelende vloeistof en/of weggelekte vloeistof nagenoeg alle vloeistof uit het expansievat is weggedrukt, welke laatste toestand in Fig. 2 is getoond en waarbij vervolgens de suppletie -inrichting in werking zal treden om vloeistof aan het gesloten circuit toe te voegen.

20 Het membraan 13 zal zodoende bij in werking zjjn van de installatie veelvuldig heen en weer bewegen en daarbij scharnieren om de bevestiging aan het huis 12. Als bjj een hangend expansievat het membraan bovenwaarts uitbuigt als gevolg van af koelende of weglekkende vloeistof is het laagste punt van het membraan de ringvormige bevestiging aan het 25 huis. Zich in het expansievat bevindende harde en/of scherpe deeltjes zullen naar dit gebied zakken en ingeklemd kunnen raken tussen het huis en het membraan, waardoor het membraan kan worden geperforeerd, hetgeen resulteert in het onwerkzaam worden van het expansievat. Bjj een "staand" gemonteerd expansievat zullen bedoelde harde en/of scherpe deeltjes niet in 30 het expansievat terechtkomen, laat staan in het dan in het hoogste punt 1027791 9 gelegen schamiergebied, met ale resultaat een zeer aanzienlijke verlenging van de levensduur van het expansievat.

Een "staand" expansievat is wel gevoelig voor het "vangen" van met j de vloeistof circulerende gassen. Op het eerste oog ljjkt dit een nadeel omdat 6 daardoor de compenserende suppleidefunctie van het expansievat zou verminderen. Evenwel zullen in het "staande" expansievat gevangen gassen een nog betere waarborg bieden, dat scherpe en/of harde deeltjes niet in contact kunnen komen met het membraan, terwijl tijdens de werking van het expansievat regelmatig lucht uit dat expansievat zal worden gedrukt, 10 bijvoorbeeld in de situatie getoond in Fig. 2, waarna bij terugkeer van het membraan naar een neutralere positie door opwarmen van de vloeistof de verdrongen gassen weer door vloeistof worden vervangen.

Nog optimaler is, zoals getoond in Fig. 2, het installeren van een suppletie/ontluchtmgsinrichting 6, die na het volledig leegdrukken van het 16 expansievat 5 zorg zal dragen voor het aanvullen van de hoeveelheid vloeistof in de installatie, zoals hierboven is besproken. In dat geval hoeft het expansievat 5 in feite niet meer voor suppletie te zorgen, hetgeen betekent, zoals reeds eerder is toegelicht, dat met een kleiner en derhalve goedkoper expansievat kan worden volstaan.

20 Het spreekt voor zich, dat er binnen het kader van de uitvinding, zoals neergelegd in de bijgaande conclusies, nog vele wijzigingen en varianten mogelijk zijn. Zo zou het expansievat ook naast de leiding waarmee het verbonden is, kunnen worden geplaatst, waarbij dan de aansluiting van de open verbinding tussen de leiding en het expansievat op 26 het ondergelegen deel daarvan gehandhaafd dient te blijven teneinde te voorkomen dat harde en/of scherpe deeltjes in contact kunnen komen met het membraan. Ook kan een expansievat elke andere geschikte uitvoering hebben dan de in de figuur getoonde bolvorm. Desgewenst kan de installatie ook worden voorzien van andere suppletie* en/of ontluchtingsinrichtmgen.

30 Uiteraard is het ook mogelijk een staand expansievat op te nemen in een 1027791 10 gesloten vloeistofcircuit dat niet voorzien ie van ontluchtdngs* en/of suppledevoorzieningen. In een dergelijk geval kan een expansie vat op elke gewenste plaats met het gesloten vloeistofcircuit in open verbinding staan.

Daarbij kan dan in het bijzonder gedacht worden aan een plaats vlak voor 5 de circulatiepomp 4. Een dergelijke of anders afwijkende plaatsing kan ook gekozen worden als er gebruik wordt gemaakt van ontluchtings- en/of suppletievoorzieningen, waarbij in alwijking van het in de figuren getoonde het expansie vat op afstand van bedoelde suppletie- en/of ontluchtingsvoorzieningen op het gesloten vloeistofcircuit kan zijn 10 aangesloten. Ook in al die gevallen zal een staande montering van het expansievat een aanzienlijke verlenging van de levensduur betekenen vergeleken met een hangende montering.

i | 102 77 Ó1

Claims (7)

11 r»

1. Werkwijze voor het in een gesloten vloeistofcircuit met variërende temperatuur monteren van een expansievat, dat voorzien is van een huis dat door een membraan is onderverdeeld in een afgesloten ruimte en een ruimte die via een open aansluiting in verbinding wordt 5 gebracht met een leiding van het gesloten vloeistofcircuit, waarbij het expansievat met de aansluiting zich in een ondergelegen gebied van het expansievat bevindend wordt gemonteerd, een en ander zodanig, dat de afgesloten ruimte in hoofdzaak boven de in open verbinding met de leiding staande ruimte wordt gesitueerd, en waarbij tussen de aansluiting 10 op het expansievat en de open aansluiting op de leiding een automatisch werkzame ontluchtingsinrichting wordt gemonteerd.

2. Werkwijze volgens conclusie, met het kenmerk, dat het gesloten vloeistofcircuit wordt voorzien van een automatisch werkzame suppletie- 15 inrichting voor vloeistof.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de suppletie-inrichting wordt gecombineerd met de automatisch werkzame ontluchtingsinrichting, waarbij eerst de ontluchtingsinrichting wordt 20 geactiveerd alvorens de suppletie-inrichting in werking treedt.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het expansievat boven de leiding waarmee het expansievat door de aansluiting in open verbinding wordt gebracht, wordt opgesteld. 25 ___________ 1027791 12 *

5. Gesloten vloeistofcircuit met variërende temperatuur en voorzien van een expansievat, dat voorzien is van een huis dat door een membraan is onderverdeeld in een bovengelegen afgesloten ruimte en een ondergelegen ruimte die via een aansluiting in open verbinding staat met 5 een ontluchtingsinrichting, die op zijn beurt in open verbinding staat met een daaronder gelegen leiding van het gesloten vloeistofcircuit, waarbij de ontluchtingsinrichting is voorzien van een omsloten ruimte, waarin zich een vlotter bevindt, die door zakken in de omsloten ruimte een J ontluchtingsklep kan openen. 10

6. Gesloten vloeistofcircuit volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat een suppletie-inrichting is aangebracht, die voorzien is van een omsloten ruimte, waarin zich een vlotter bevindt, die door zakken in de omsloten ruimte een suppletieklep kan openen. 15

7. Gesloten vloeistofcircuit volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de vlotter die de ontluchtingsklep kan openen tevens de vlotter is die de suppletieklep kan openen, waarbij de vlotter bij zakken eerst de ontluchtingsklep en bij verder zakken de suppletieklep zal openen. 1027791