DE2910722C2 - Kompressorgesteuertes Ausdehnungsgefäß - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Ausdehnungsgefäß für geschlossene Heizungs- und Kühlanlagen mit einem Gasraum und einem dem gegenüber von einer Membran getrennten Wasserraum und einer Einrichtung zur Messung eines Niedrig- und eines Höchstwasserstandes innerhalb des Gefäßes sowie mit einer über diese Einrichtung beaufschlagbaren Steuerung für einen Kompressor und/oder für zusätzlich vorgesehene Sicherheitseinrichtungen.

Derartige Ausdehnungsgefäße dienen zur Aufnahme des bei Heizungs- bzw. Kühlanlagen entstehenden Ausdehnungswassers, wobei derartige Anlagen in der Regel kompressorgesteuert sind, da der Druck innerhalb der Gesamtanlage nur sehr geringen Schwankungen unterworfen sein soll. So wird während der Aufheizphase aus dem Gasraum eine derartige Luftmenge abgelassen, die der einströmenden Wassermenge entspricht Kühlt sich beispielsweise das Heizungswasser wieder ab, verringert sich das Wasservolumen im Ausdehnungsgefäß und der Kompressor pumpt die notwendige Luftmenge wieder in den Gasraum ein.

Bei dem Betrieb derartiger Anlagen kann es vorkommen, z. B. wenn Leckwasser nachgefüllt werden muß, daß das Ausdehnungsgefäß über eine gewünschte Menge hinaus mit Wasser gefüllt wird, oder aber, daß bet unsachgemäßer Wartung der Anlage so viel Wasser aus dem Gesamtsystem entweicht, daß das Ausdehnungsgefäß unter einen vorbestimmten Mengenwert an Füllwasser entleert wird. Um Schaden zu vermeiden, die bei beiden Füllstandsextremen auftreten können, sind derartige Druckausdehnungsgefäße mit Füllstandsanzeigern bzw. elektrischen Meß- und Steuereinrichtungen versehen, die optische, akustische oder sonstige Signale bai den entsprechenden Extremwasserständen abgeben.

Bei einem bekannten Ausdehnungsgefäß dieser Art ist der Gasraum innerhalb des Ausdehnungsgefäßes so angeordnet, daß die äußere Metallwand des Gefäßes

ίο benetzt ist Eine Wasserstandsmessung wird dabei durch in der Behälterwand angebrachte Elektroden übernommen, die aufgrund der Benetzung bzw. fehlenden Benetzung eine entsprechende Information an eine Steuerung weitergeben. Nachteilig an dem bekannten

'⁵ Ausdehnungsgefäß ist, daß es durch Benetzung der metallischen Behälterwand zu Korrosionserscheinungen kommen kann, so daß relativ häufige Inspektionen der Gefäße notwendig sein könnten.

Um dies zu vermeiden, ist es bereits bekannt, den Wasserraum so innerhalb des Gefäßes anzuordnen, daß er vom Gasraum umschlossen ist, d.h., daß die metallischen Behäiierwände lediglich von Luft beaufschlagt werden, nicht aber von Wasser. Damit entfällt aber die Möglichkeit die Füllstandsmenge im Wasser-

raum direkt durch Elektroden in der Behälterwand zu messen.

Es ist bekannt (Prospektblatt der Fa. Stücklin & Cie. Basel, Schweiz) die Füh'menge eines derartigen Druckausdehnungsgefäßes aufgrund des Gefäßgewichtes zu messen, d. h. bei dem bekannten Gefäß ist unter einem Standbein ein Drucknseßgerät angeordnet das entsprechend geeicht ist und bei einer Höchstbelastung eine Füllmengenüberschreitung und bei einer Mindestbelastung eine Füllmengenunterschreitung zu melden in der Lage ist Nachteilig ist bei dem bekannten Gefäß, daß es auf einer ganz genau waagerechten Ebene stehen muß, was erfahrungsgemäß in Keller- und Heizungsräumen nur sehr schwer erreichbar ist und zum anderen muß das Gerät flexibel an allen Versorgungsleitungen angeschlossen sein, eine starre Verbindung, beispielsweise eine Rohrverbindung, würde eine Anzeige unmöglich machen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der eine zuverlässige Füllmengenmessung möglich ist, ohne daß dabei auf Aufstellungs- oder Montagebesonderheiten Rücksicht genommen zu werden braucht.

Bei einem Ausdehnungsgefäß der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Messung des Niedrigwasserstandes eine in den membranummantelten Wasserrauin eintauchende Hängeelektrode vorgesehen ist und daß zur Messung des Höchstwasserstandes im oberen Wandbereich des Druckausdehungsgefäßes ein durch Anlegen der Membran betätigbares Schaltelement vorgesehen ist.

Durch die Erfindung ist es möglich, nicht nur die Behälterwände benetzungsfrei zu halten, sondern auch eine genaue Füllmengenmessung vorzunehmen, ohne daß es dabei zu Beschädigungen der Membran kommt, die den Wasserraum umhüllt. Wird die Membran so stark durch einströmendes Wasser aufgeweitet, daß sie den größten Teil des Druckausdehnungsgefäßes ausfüllt. so legt sie sich schließlich im oberen Bereich des

^h'' Behälters an die Behälteraußenwand an und betätigt dort das Schaltelement für den Höchstwasserstand.

Aus der DE-OS 21 51 905 ist eine membrangesteuerte Überwachungseinrichtung für Ausdehnungsgefäße be-

kannt geworden, die eine unzulässige Dehnung und damit die Gefahr der Zerstörung der Trennmembran zwischen Gas- und Wasserraum vermeiden soll. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß die Membran einen federbelasteten Schaltstift, der in einer Ausnehmung im Gefäßgehäuse verschiebbar angeordnet ist, bei Überdehnung beaufschlagt

In vorteilhafter Ausgestaltung ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das Gefäß mit einem unteren Wasserzulaufflaiisch und einem oberen Abschlußllansch versehen ist, wobei die Membran schlauchförmig zwischen den Flanschen eingespannt ist und die Hängeelektrode an der Abdeckplatte des oberen Gefäßflansches angeordnet ist Diese Gestaltung der Erfindung macht den Einbau schlauchförmiger Membranen möglich und paßt gleichzeitig die entsprechenden Meßelemente dieser Einbauan an.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das Schaltelement für den Höchstwasserstand als ein von der Membran betätigter Druckschalter ausgebildet ist, wobei zusätzlich vorgesehen sein kann, daß der Druckschalter im Randbereirh des oberen Abschlußdomes des Ausdehnungsgefäßes angeordnet ist

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert Diese zeigt in der einzigen Figur einen Schnitt durch ein Ausdehnungsgefäß nach der Erfindung.

Das dargestellte, allgemein mit 1 bezeichnete Druckausdehnungsgefäß besteht im wesentlichen aus einem Behälterkörper 2, der auf Fußstützen 3 beispielsweise in einem Heizungsraum aufgestellt ist Der Behälterkörper ist dabei in herkömmlicher Weise aus einem zylindrischen Teil 4 und einem oberen Abschlußdom 5 und einem unteren Abschlußdom 6 gebildet Die beiden Abschlußdome 5 und 6 sind mit Flanschteilen 7 bzw. 8 ausgerüstet die zum Einspannen einer Membran, beispielsweise aus Gummi, oder einem anderen Verformungen zulassenden Werkstoff dienen, wobei der Klemmdruck durch eine Abschlußplatte 10 im Falle des oberen Flanschteiles 7 und im Falle des unteren Flanschteiles 8 durch einen Gegenflansch 11 mittels nicht näher dargestellter Spannschrauben aufgebracht wird. Der Gegenflansch 11 kann mit einem Rohrkrümmer 12 versehen sein, der den Wasserzulauf 13 bildet.

Durch die Membran 9 wird der Innenraum des Behälterkörpers 2 in einen Wasserraum 14 und einen Gasraum 15 geteilt Der Wasserraum 14 steht über dem Rohrkrümmer 12 mit dem Wasserzulauf 13 einer nicht näher dargestellten Heizungs- bzw. Kühlanlage in Verbindung, während der Gasraum 15 kompressorbeaufschlagt ijt, was lediglich schematisch bei 16 angedeutet ist.

In den Wasserraum 14 taucht eine Hängeelektrode 17 ein, deren Sonde 18 etwa in der Nähe der unteren Membranöffnung im Bereich des Flanschteiles 8 endet. Am oberen Abschlußdom 5 ist ein Druckschalter 19 angeordnet, dessen aktivierbares Schaltglied 20 in den Gasraum 15 hineinragt und von der Membran 9 beaufschlagbar ist. Die Hängeelektrode 17 und der Druckschalter 19 sind schaltungsmäßig mit einer lediglich andeutungsweise wiedergegebenen Steuerung 21 verbunden, die alle notwendigen Steuerfunktiopcn der Anlage übernimmt, so auch die Steuerung des Kompressors und eines Luflablaßventiles. was in de; Figur nicht näher dargestellt ist

Die Wirkungsweise des Ausdehnungsgefäßes ist dabei die folgende: Bei normalem Betrieb ist beispielsweise der Wasserraum 14 zur Hälfte gefüllt so daß die Sonde 18 der Hängeelektrode 17 voll im Wasservolumen eingetaucht ist und daher keinen Wassermangel anzuzeigen hat Im Gasraum 15 ist aufgrund der Tätigkeit des Kompressors 16 ein gewisser Gegendruck aufgebaut worden, der sich je nach An der Verwendung

to des Gerätes in Heizungs- und Kühlanlagen, nach verschiedenen Kriterien richten kann, beispielsweise der Gebäudehöhe o. dgl, worauf es hier jedoch nicht ankommt

Durch Betrieb der Heizung erwärmt sich das Heizungswasser und dehnt sich damit aus, so daß der Wasserraum 14 zusätzlich mit einem Wasservolumen beaufschlagt wird, was bei entsprechender Schaltung eines Gasluftablaßventiles bewirkt daß dieses öffnet, um den Druck im Gasraum 15 praktisch konstant zu halten. Kühlt sich das Wasser nunmehr ab, so wird ein entsprechendes Wasservolumen dem z/assenaum 14 entzogen, so daß der Druck im Gasraum 15 absinkt und der Kompressor Luft in den Gasraum zurückpumpt um den Betriebsdruck der Anlage aufrecht zu erhalten.

Wird beispielsweise eine zu große Wassermenge bei Inbetriebnahme der Anlage in den Wasserraum 14 eingebracht so dehnt sich die Membran 9 so weit aus, bis sie schließlich den Druckschalter 19 betätigt der die Regelsteuerung »Gefäß überfüllt« direkt beaufschlagt Beispielsweise kann durch eine derartige Steuerung die Heizung abgeschaltet werden um ein weiteres Ansteigen der Wassertemperatur und damit ein weiteres Ausdehnen des Wasservolumens zu verhindern oder es können andere Maßnahmen getroffen werden.

Das andere Extrem besteht darin, daß ζ. Β. durch Leckagen im System so viel Wasser aus der Anlage entwichen sein kann, daß die Hängeelektrode 17 benetzungsfrei wird, so daß beispielsweise die notwendige Kompressorregelung des Druckes inntrhalb des Gasraumes 15 nicht mehr aufrechterhalten werden kann. In diesem Falle meldet die Hängeelektrode 17 an die Steuerung 21 »Wassermangel«, was wiederum z. B. zum Abschalten der Gesamtanlage führen oder aber akustische, optische oder sonstige Signale auslösen kann, um den Betreiber der Anlage auf diesen Wassermangel hinzuweisen.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel nicht auf die in der Figur dargestellte Möglichkeit beschränkt So kann beispielsweise auf die obere

^M Klemmflanschausbildung 7,10 im oberen Abschlußdom 5 verzichtet werden, wenn eine ballonförmige Membran 9 vorgesehen wird und die Sonde 18 als integriertes Bauteil im Rohrkrümmer 12 angeordnet wird. Bezüglich des Srha.'telementes 19 als Druckschalter können ebenfalls andere Schaltungsmöglichkeiten vorgesehen sein. Beispielsweise kann durch Aufkleben eines kleinen Metallstückes auf den oberen Teil der Membran und eine entsprechende Widerstandsmessung durch dessen Abstandsänderung zum Rand des oberen Domes 5 eine

μ» vergleichsweise Steuerung erfolgen.

Als Heiz- oder Käitekreisfluid kann beispielsweise neben Wasser ein Wasscr/Frostschutzmittel-GerrMsch, Öl. ein flüssiges Kältemittel od. dgl. vorgesehen sein, ebenso wie eine Gas/Gaskomb'nation denkbar ist. Auch

^(V| können beispielsweise Medien, wie sie in der Solartechnik verwendet werden, eingesetzt werden

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ausdehnungsgefäß für geschlossene Heizungsund Kühlanlagen mit einem Gasraum und einem demgegenüber von einer Membran getrennten Wasserraum und einer Einrichtung zur Messung eines Niedrig- und eines Höchstwasserstandes innerhalb des Gefäßes sowie mit einer über diese Einrichtung beaufschlagbaren Steuerung für einen Kompressor und/oder für zusätzlich vorgesehene Sicherheitseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Niedrigwasserstandes eine in den membranummantelten Wasserraum (14) eintauchende Hängeelektrode (17) vorgesehen ist und daß zur Messung des Höchstwasserstandes im oberen Wandbereich (5) des Druckausdehnungsgefäßes (1) ein durch Anlegen der Membran (9) betätigbares Schaltelement (19) vorgesehen ibt

2. Ausdehnungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (1) mit einem unteren Wasserzuiauffiansch (8, Ii) und einem oberen Abschlußflansch (7, 10) versehen ist, wobei die Membran (9) zwischen den Flanschen eingespannt ist und die Hängeelektrode (17) an der Abdeckplatte (10) des oberen Gefäßflansches (7) angeordnet ist

3. Ausdehnungsgefäß nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement für den Höchstwasserstand als ein von der Membran (9) betätigbarer Druckschalter (19) ausgebildet ist

4. Ausdehnungsgefäß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (19) im Randbereich des oberen Abschlußdomes (5) des Ausdehnungsgefäßes (1) angeordnet, ist