DE2910722C2 - Compressor controlled expansion vessel - Google Patents
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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.The invention is directed to an expansion tank for closed heating and cooling systems with a Gas space and a water space separated from the opposite by a membrane and a device for measuring a low and a maximum water level inside the vessel as well as with an above this device can be acted upon by control for a compressor and / or for additionally provided Safety devices.
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.Such expansion vessels are used to accommodate the heating or cooling systems Expansion water, such systems are usually compressor-controlled, as the pressure within the overall system should only be subject to very slight fluctuations. So during the During the heating phase, such an amount of air is discharged from the gas space as that of the inflowing amount of water If, for example, the heating water cools down again, the water volume is reduced in the expansion tank and the compressor pumps the required amount of air back into the gas space.
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.In the operation of such systems it can happen, for. B. when topping up leakage water must that the expansion tank is filled with water beyond a desired amount, or that bet improper maintenance of the system so much water escapes from the overall system that the expansion tank is emptied below a predetermined amount of fill water. To avoid harm that Such pressure expansion vessels with fill level indicators can occur at both fill level extremes or electrical measuring and control devices provided, the optical, acoustic or other Send signals based on the corresponding extreme water levels.
Bei einem bekannten Ausdehnungsgefäß dieser Art ist der Gasraum innerhalb des Ausdehnungsgefäßes so angeordnet, daß die äußere Metallwand des GefäßesIn a known expansion vessel of this type, the gas space within the expansion vessel is like this arranged that the outer metal wall of the vessel
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 bekanntenίο is wetted A water level measurement is carried out In the container wall attached electrodes taken over, which due to the wetting or missing Wetting forward the corresponding information to a controller. Disadvantage of the known
'5 Ausdehnungsgefäß ist, daß es durch Benetzung der metallischen Behälterwand zu Korrosionserscheinungen kommen kann, so daß relativ häufige Inspektionen der Gefäße notwendig sein könnten. '5 expansion vessel that may be caused by wetting of the metallic tank wall to corrosion, so that relatively frequent inspections of the vessels may be necessary.
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-To avoid this, it is already known to arrange the water space inside the vessel that it is enclosed by the gas space, i.e. that the metallic container walls are only acted upon by air, but not by water. This does not apply but the possibility of checking the level in the water
raum direkt durch Elektroden in der Behälterwand zu messen.space to be measured directly through electrodes in the container wall.
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.It is known (leaflet from the company Stücklin & Cie. Basel, Switzerland) the amount of such a pressure expansion vessel to measure based on the weight of the vessel, d. H. in the known vessel is under one Leg a Drucknseßgerät arranged accordingly is calibrated and with a maximum load the filling quantity is exceeded and with a minimum load is able to report a fill level shortfall is a disadvantage of the known vessel that it must be on a perfectly horizontal level, which experience has shown in basement and boiler rooms is very difficult to reach and, on the other hand, the device must be flexibly connected to all supply lines a rigid connection, for example a pipe connection, would make a display impossible do.
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.The object of the invention is to create a solution with which a reliable filling quantity measurement is possible without taking into account any special features of the installation or assembly needs.
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.In the case of an expansion vessel of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention solved in that to measure the low water level in the membrane-encased water roughness submerged hanging electrode is provided and that for measuring the maximum water level in the upper Wall area of the pressure expansion vessel a switching element that can be actuated by placing the membrane on is provided.
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 desThe invention makes it possible not only to keep the container walls free of wetting, but also to carry out an exact filling quantity measurement without damaging the membrane, which envelops the water space. If the membrane is expanded so much by the inflowing water that it fills most of the pressure expansion vessel. so it finally settles in the upper area of the
h'' Behälters an die Behälteraußenwand an und betätigt dort das Schaltelement für den Höchstwasserstand. h '' tank to the outer wall of the tank and actuates the switching element for the maximum water level there.
Aus der DE-OS 21 51 905 ist eine membrangesteuerte Überwachungseinrichtung für Ausdehnungsgefäße be-From DE-OS 21 51 905 a membrane-controlled monitoring device for expansion vessels is loaded
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 beaufschlagtbecome known that an inadmissible stretching and so that the risk of destroying the separating membrane between the gas and water spaces is to be avoided. to For this purpose it is provided that the membrane has a spring-loaded switch pin which is in a recess in the Vessel housing is arranged displaceably, acted upon in the event of overstretching
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 an advantageous embodiment it is provided according to the invention that the vessel with a lower Water inlet tube and an upper end flange is provided, the membrane being clamped in the form of a hose between the flanges and the This design of the hanging electrode is arranged on the cover plate of the upper vessel flange Invention makes the installation of tubular membranes possible and at the same time adapts the corresponding measuring elements to this installation.
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 istIn a further advantageous embodiment it is provided according to the invention that the switching element for the Maximum water level is designed as a pressure switch actuated by the membrane, with additional provision it can be that the pressure switch is in the edge area of the upper end dome of the expansion vessel is arranged
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert Diese zeigt in der einzigen Figur einen Schnitt durch ein Ausdehnungsgefäß nach der Erfindung.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows in FIG single figure a section through an expansion tank according to the invention.
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.The illustrated, generally designated 1 pressure expansion vessel consists essentially of a container body 2, which is placed on footrests 3, for example in a boiler room The container body is conventionally made up of a cylindrical part 4 and an upper part End dome 5 and a lower end dome 6 formed The two end domes 5 and 6 are with Flange parts 7 and 8 equipped for clamping a membrane, for example made of rubber, or a serve other deformations permitting material, the clamping pressure by an end plate 10 in the Case of the upper flange part 7 and in the case of the lower flange part 8 by a counter flange 11 is applied by means of clamping screws not shown in detail. The counter flange 11 can with a Pipe bend 12, which forms the water inlet 13, may be provided.
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.Through the membrane 9, the interior of the container body 2 is in a water space 14 and a Gas space 15 divided The water space 14 is above the pipe bend 12 with the water inlet 13 one not The heating or cooling system shown in more detail in connection, while the gas chamber 15 acts on the compressor ijt, which is only indicated schematically at 16.
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 istA hanging electrode 17 is immersed in the water space 14, the probe 18 of which is approximately in the vicinity of the lower one The membrane opening in the region of the flange part 8 ends. A pressure switch 19 is located on the upper end dome 5 arranged, whose activatable switching element 20 protrudes into the gas space 15 and from the membrane 9 can be acted upon. The suspension electrode 17 and the pressure switch 19 are circuit-wise with a controller 21, which is merely indicated, connected, which has all the necessary control functions the system takes over, including the control of the compressor and an air discharge valve. what in de; Figure is not shown in detail
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 VerwendungThe operation of the expansion tank is as follows: In normal operation, for example the water space 14 is half filled so that the probe 18 of the hanging electrode 17 is fully in the water volume is immersed and therefore does not have to indicate a lack of water In the gas space 15 is due to the Activity of the compressor 16 a certain back pressure has been built up, which depends on the use
to des Gerätes in Heizungs- und Kühlanlagen, nach verschiedenen Kriterien richten kann, beispielsweise der Gebäudehöhe o. dgl, worauf es hier jedoch nicht ankommtto of the device in heating and cooling systems, according to various criteria, for example the building height or the like, which is not important here
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.By operating the heater, the heating water is heated and expands so that the Water space 14 is additionally acted upon with a volume of water, which with a corresponding circuit a gas air release valve causes this to open in order to keep the pressure in the gas space 15 practically constant keep. If the water now cools down, a corresponding volume of water is added to the z / assenaum 14 withdrawn, so that the pressure in the gas space 15 drops and the compressor pumps air back into the gas space to maintain the operating pressure of the system.
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.If, for example, too large a quantity of water enters the water space 14 when the system is started up introduced so the membrane 9 expands until it finally actuates the pressure switch 19 of the "Vessel overfilled" control control acted on directly Heating will be switched off by a further increase in the water temperature and thus another Prevent expansion of the water volume or other measures can be taken.
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.The other extreme is that ζ. Β. by Leakage in the system, so much water can have escaped from the system that the hanging electrode 17 is wetting-free, so that, for example, the necessary compressor control of the pressure within the Gas space 15 can no longer be maintained. In this case the hanging electrode 17 registers the control 21 "lack of water", which in turn z. B. lead to shutdown of the entire system or else acoustic, optical or other signals can trigger the operator of the system on this To indicate lack of water.
Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel nicht auf die in der Figur dargestellte Möglichkeit beschränkt So kann beispielsweise auf die obereOf course, the embodiment described is not based on the possibility shown in the figure For example, it can be restricted to the upper
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 M clamping flange formation 7, 10 in the upper end dome 5 can be dispensed with if a balloon-shaped membrane 9 is provided and the probe 18 is arranged as an integrated component in the pipe bend 12. With regard to the Srha.'telementes 19 as a pressure switch, other circuit options can also be provided. For example, by gluing a small piece of metal to the upper part of the membrane and a corresponding resistance measurement by changing its distance from the edge of the upper dome 5, a
μ» vergleichsweise Steuerung erfolgen.μ »comparatively take place control.
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. AuchAs a heating or cooling circuit fluid, for example, in addition to water, a water / antifreeze agent can be used. Oil. a liquid refrigerant or the like can be provided, just as a gas / gas combination is conceivable. Even
(V| können beispielsweise Medien, wie sie in der Solartechnik verwendet werden, eingesetzt werden (V | media such as those used in solar technology can be used, for example
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
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