DE2461549A1 - Anlage zum automatischen einspeisen einer unter druck stehenden fluessigkeit in ein anderes, einen unterschiedlichen druck fuehrendes fluessigkeitssystem, insbesondere zum nachfuellen von trinkwasser in eine heizungsanlage - Google Patents

Description

• Anlage zum automatischen Einspeisen einer unter Druck stehenden Elüssigkeit in ein anderes, einen unterschiedlichen Druck führendes Flüssigkaitssystem, insbesondere zum Nachfüllen von Trinkwasser in eine Heizungsanlage .
• Die Erfindung betrifft eine Anlage zum automatischen Einspeisen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit in ein anderes, einen unterschiedlichen Druck führendes Flüssigkeitssystem, insbesondere zum Nachfüllen von Trinkwasser in eine Nichttrinkwasser enthaltende Anlage, beispielsweise in eine Warmwasserheizungsanlage, unter Einbehaltung eines vorgegcbenen Druckes bzw. einer vorgegebenen Füllhohe.
• Durch Leckverluste bedingt, muß bei derartigen Anlagen von Zeit zu Zeit Wasser nachgefüllt werden, das allgemein dem Trinkwasserleitungssystem entnommen wird. Dabei ergeben sich. Schwierigkeiten dadurch, daß das Trinkwasserleitungs system unter einem anderen Druck steht als das in der Heizungsanlage umgewälzte Heizwasser und insbesondere dadurch, daß eine absolute Trennung zwischen dem Trinkwasser und dem Heizwasser gemäß DIN 1988 erforderlich ist. Es besteht daher nicht die Vöglichkeit, eine Trinkwasserleitun&., über ein druck- bzw. förderhöhenabhängiges Regelglied an eine Heizungsanlage anzuschließen.
• Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Anlage verfügbar zu machen, die automatisch und ohne Hilfsenergie einen Druckabfall bzw. eine Senkung einer vorgegebenen Füllhöhe im gespeis-ten System ausgleicht, wobei ein Rückfluß aus dem gespeisten System unmöglich ist.
• Zur Lösung der Aufgabe geht die Erfindung aus von einer Anlage der eingangs genannten Art und ist gekennzeichnet durch einen vom Trinkwasser gefüllten, offenen Behälter und eine Pumpenanordnung mit einem anlagenseitigen Teil, der das Wasser aus dem Behälter in die Anlage pumpt, und mit einem mechanisch angekoppelten Antriebsteil, der vom Trinkwasser als Druckwasser angetrieben ist, und ein druck- bzw. förderhöhenabhängiges Steuerglied für den Antriebsteil.
• Der offene Behälter, der ein Wasserbehälter nach DIN 1988 sein kann, sorgt dafür, daß ein Rückfluß mit Sicherheit nicht stattfindet. Auch über die Pumpenanordntzg kann ein Rückfluß nicht stattfinden, da led$Wich eine mechanische Kopplung zwischen dem anlageseitigen Teil und dem Antriebsteil vorhanden ist, obwohl das Trinlrwasser selbst als Antriebseneigie dient und keine zusätzliche Hilfsenergie, beispielsweise in Form eines Stromanschlusses erforderlich ist.
• Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Anlage in einem Warmwasserheizungssystem wird die Überwachung erheblich vereinfacht und trotzdem eine absolute Sicherheit gegen einen Rückfluß gewährleistet. Die Anlage kann als kompakte Einheit geliefert und installiert werden, wobei nur Anschlüsse an die Trinkwasserleitung wnd die Heizungsanlage erforderlich sind.
• Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, die eine Warmwasserheizungsanlage als Anwendungsbeispiel zeigt.
• In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Anlage an einem Warmwasserheizungssystem 1 gezeigt. Sie besteht aus einem offenen Wasserbehälter in Form eines Spülkastens 2 nach DIN 1988 und einer Pumpenanordnung, die als Membranbehälter 3 ausgebildet ist. Der Spülkasten 2 ist über eine Leitung 4 mit dem Trinkwasserleitungsnetz verbunden, wobei in der Rohrleitung 4 ein Ventil 5 und ein Schmutzfänger 6 angeord-et sind. Die Rohrleitung 4 ist etwa im oberen Drittel in den Spülkasten 2 eingeführt und über einen Leitungszweig 7, in welchem ein Membranventil 8 angeordnet ist, mit dem Membranbehälter 3 verbunden. Der untere Teil 7a der Leitung 7 ist mittels einer Leitung 9 in den Spülkasten 2 eingeführt.
• Die Rohrleitungen 4 und 9 sind im Spülkasten 2 mit den Schwimmerventilen 10 bzw. 11 bestückt. Ein Überlauf mündet in ein Abflußrohr 12. An die Rohrleitung 9 ist über ein einstellbares Drosselventil 14 ein Rohrstück 13 angeschlossen, das ebenfalls in den Spülkasten 2 mündet.
• Die Heizungsanlage ist mit einem Druckfühler in Form eines o1T Nembranventils ß ausgestattet, das hinter einem Ventil 15 und einem Schmutzfänger 16 angeordnet ist. Das Membranventil 17 liegt mit seiner Steuerleitung an einem Anschluß der Heizwasserleitung 18, die mit einem Manometer 19 überwacht wird. Das Ventil 17a des Membranventils 17 ist in einem Leitungsbogen 20 angeordnet, dessen Einleitungszweig 21 zu einem durchflußgesteuerten Membranventil 8 in der Leitung 7 führt. Die andere Seite des Membranventils 8 ist über die Leitung 23 und das Ventil 24 mit der Trinkwasserleitung 4 gekoppelt, wobei die Leitung 23 wiederum über eine Leitung 25 und ein zeitgesteuertes Ventil 26a zur Leitung 22 führt.
• Die andere Seite des Ventils 26a liegt über die Leitung 27 an einer Seite des Ventils 28a eines weiteren hydraulischen Regelgliedes 28 in Form eines Membranventils, das vom Druck in der Leitung 9 gesteuert wird. Die andere Seite des Ventils 28a ist über eine Leitung 29 in den Spülkasten 2 geführt. Dabei muß die Einmündungsstelle entsprechend den Vorschriften nach DIN 1988 genügend hoch über dem Wasser spiegel liegen. Das gilt auch für die vom Steuerteil des zeitgesteuerten Ventils 26a kommende Leitung 30.
• Der Membranbehälter 3 ist in zwei durch eine mit der Atmosphäre verbundene Zwischenkammer 31 getrennte Membrank&mmern 32 und 33 aufgeteilt. Durch diese Zwischenkammer wird mit Sicherheit verhindert, daß Heizwasser aus der anlagenseitigen Kammer 32 in die mit dem Trinkleitungssystem verbundene Kammer 33 übertreten kann. Die Zwischenkammer 31 kann sehr eng sein, beispielsweise können die beiden Membranen 32a und 33a dicht auf einander liegen. Es muß nur dafür gesorgt werden, daß bei eventuellen Undichtigkeiten der beiden Membranen oder ihrer Kammern Wasser seitlich aus der Zwischenkammer 31 abfliessen kann, wie dies in der Figur angedeutet ist. Die Membrane 32a in der Kammer 32 wird mit den Federn 34 in einer Richtung vorgespannt gehalten. Die beiden Membranen sind zur Kraftübertragung mechanisch miteinander verbunden. Im Normalfall werden die beiden Membranen gleichen Querschnitt haben. Es besteht aber durchaus die Möglichkeit, den Querschnitt je nach den Druckverhältnissen unterschiedlich zu bemessen. Auf diese Weise -kann beispielsweise Wasser auch auf ein gegenüber dem Druck der Trinkwasserleitung höheres Druckniveau gepumpt werden.
• Der Boden des Spülkastens 2 ist über die Heizungswasserleitung 35, 35a mit der Membrankammer 32 verbunden, während die Menibrankammer 33 mit dem Zweig 7a der Trinkwasserleitung 7 in Verbindung steht. In die Leitung 35 mündet die von der Heizungsanlage 1 kommende Leitung 18, wobei unter dem Spülkasten 2 eine Schmutzfängereinrichtung 36 und in Flußrichtung anschließend ein Rückflußverhinderer 37 angeordnet ist. In die Leitung 18 ist ebenfalls ein Rückflußverhinderer 18a und ein Wasserzähler 40 eingeschaltet, dem die Schmutzfängereinrichtung 16 und das Ventil 15 folgen.
• Die Arbeitsweise der beschriebenen Anlage ist die folgende: Über die Leitung 4, das Ventil 5 und die Schmutzfängereinrichtung 6 wird der Spülkasten 2 mit Trinkwasser bis zu einem Minimalniveau 38 gefüllt. Dieses Niveau entspricht einer Mindestwassermenge, die zum Anfahren und zur Vermeidung des Lufteintritts in die Anlage ausreicht. Aus dem Spülkasten 2 fließt das Wasser über die Leitung 35, die Schmutzfängereinrichtung 36> den Rückflußverhinderer 37 und den Leitungszweig 35a in die Membrankammer 32 des Membranbehälters 3. Durch die von den Federn 34 ausgeübteVorspannung wird bewirkt, daß die Membrane 32a gegen die Wirkung der Membrane 33 in die dargestellte Lage kommen kann. Über die 42 nur schematisch dargestellte mechanische Verbindung 98f in der Zvischenk nmer 31 wird bewirkt, daß die Membrane 33a den Inhalt der Kammer 33 über die Leitung 9 und das Schwimmerventil 11 in den Spülkasten 2 drückt. Dabei ist vorausgesetzt, daß zuvor über das Membranventil 8 und die Leitungen 7, 7a die Membrankammer 33a mit Trinkwasser aufgefüllt worden ist, anschließend aber das Membranventil 8 wieder geschlossen hat.
• Fällt nun der Druck in der Heizungsanlage 1 unter einen vorbestimmten Druck ab, so öffnet das Membranventil 17a unter Einwirkung des geringeren, auf die Steuermembrane 17 wirkenden Druckes in der Heizungsanlage 1. Dann fließt Steuerdruckwasser aus der Trinkwasserleitung 4 über die Leitung 23 und öffnet das Membranventil 8, wenn das Membranventil 28a ebenfalls gedEnet worden ist. Das ist dann der Fall, wenn die Leitung 9 drucklos ist. Das Steuerdruchfasser gelangt schließlich in den Spülkasten 2, geht also nicht verloren. Gleichzeitig wird der Spülkasten 2 mit Trinkwasser über die Leitung 7, das Membranventil 8, die Leitung 7a, die Leitung 9 und das Schwimmerventil 11 aufgefüllt.
• Gleichzeitig füllt sich die Membrankammer 33 unter einem Druck, der größer ist als der Druck der Heizwlgsanlage 1, so daß wegen der mechanischen Übertragung 42 die Membrane 32a Wasser aus der Kammer 32 in die Heizungsanlage 1 drückt. Der Rückflußverhinderer 37 ist dabei geschlossen, so daß das Wasser über die Leitung 18 den P.ückSlußverhinderer 18a, den Wasserzähler 40, den Schmutzfänger 16 und das Ventil 15 in die Heizungsanlage 1 fließt. Gleichzeitig strömt Wasser über das Schwimmerventil 11 in den Spülkasten 2 und füllt diesen für das nächste Arbeitsspiel. Beim Erreichen des Maximalniveaus 39 schließt das Schwimmerventil 11. Wegen des Druckanstiegs in der Leitung 9 schließt dann die Nembransteuerung 28 das Ventil 28a, so daß kein Steuerdruckwasser mehr fließen kann und damit auch das Membranventil 8 schließt.
• Das nächste Arbeitsspiel wird dadurch eingeleitet, daß über das Drosselventil 14 eine kleine Menge Wasser über die Leitung 13 in den Spülkasten 2 fließt. Dann sinkt der Druck in der Leitung 9 ab und das Ventil 28a öffnet. Um eine konsequente Druckentlastung der Membrankammer 33 und der Leitung 9 zu ermöglichen, ist in der Steuerdruckleitung 22, 27 ein zeitgesteuertes Ventil 26a angeordnet, das dafür sorgt daß die Strömung in der Steuerdruckleitung für eine bestimmte Zeit unterbrochen und damit gewährleistet ist, daß das Membranventil 8 für diese Zeit geschlossen gehalten wird. Das zeitgesteuerte Ventil 26a, das mit Steuerdruckwasser über die Leitung 25 versorgt wird, kann beispielsweise mit Hilfe eines Schwimmerventils verwirklicht werden. Durch Verstellung des Drosselventils 14 und der Schließdauer des Ventils 26a kann die Förderleistung der Anlage eingestellt werden.
• Für das Membranventil 17, 17a muß eine Ausführung gewählt werden, bei der lediglich eine mechanische Verbindung zwischen der steuernden Membrane 17 und dem Ventil 17a vorhanden ist, damit auch an dieser Stelle der Anlage mit Sicherheit ein Rückfluß von Heizungswasser in die Trinkwasserleitung verhindert ist.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e

   Anlage zum automatischen Ein- oder Nachspeisen einer unter Druck stehenden Flüssigkeit in ein anderes, unterschiedlichen Druck führendes Flüssigkeitssystem, insbesondere zum Nachfüllen von Trinkwasser in eine Nichttrinkwasser enthaltende Anlage, beispielsweise in eine Warmwasserheizungsanlage, unter Einhaltung eines vorgegebenen Druckes bzw. einer vorgegebenen Füllhöhe, gekennzeichnet durch einen vom Trinkwasser gefüllten, offenen Behälter (2) und eine Pumpenanordnung (3) mit einem anlagenseitigen Teil (32), der das Wasser aus dem Behälter (2) in die Anlage (1) pumpt und mit einem mechanisch angekoppelten Antriebsteil (33), der vom Trinkwasser als Druckwasser angetrieben ist, und ein druck- bzw.

   förderhöhenabhängiges Steuerglied (17) für den AntriebsteilO 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung'als Membranbehälter (3) mit zwei getrennten Membrankammern (32, 33) ausgebildet ist, deren Membranen (32a, 33a) mechanisch miteinander verbunden sind.

   3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Membranbehälter (3) zwischen den Membrankammern (32, 33) eine mit der Atmosphäre verbundene Luftkammer (31) angeordnet ist.

   4. Anlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Federvorspannung (34) der verbundenen Membranen (32a, 33a) die ein vorgegebenes Kammervolumen der anlagenseitigen Membrankammer (32) gewährleiste-t.

   5. Anlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der offene Behälter (2) mit der anlagenseitigen Membrankammer (32) über eine Leitung (35, 35a) verbunden ist, in welcher ein Rückflußverhinderer (-37) angeordnet ist.

   6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (35, 35a) mit der zu speisenden Anlage (1) über eine Leitung (18) verbunden ist, in welcher ein weiterer Rückflußverhinderer (18a) angeordnet ist.

   7. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied ein vom Anlagendruck gesteuertes Membranventil (17, 17a) ist, dessen Eingang über ein durchflußgesteuertes Membranventil (8) mit der Trinkwasserleitung (4) unddessen Ausgang über ein zeitgesteuertes Ventil (26) und ein diesem nachgeschaltetes Regetlied (28) mit dem offenen Behälter (2) verbunden ist.

   8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das durchflußgesteuerte Membranventil (8) den Zufluß des Trinkwassers zur antriebaseitigen Membrankammer (33) steuert.

   9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitgesteuerte Ventil (26) und das Regelglied (28) gemeinsam die Entleerung der antriebgeitigen Membrankammer (33) steuern.

   100 Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geke;mzeichnet, daß die gemeinsame Zuflußleitung zum offenen Behälter (2) und zur antriebsseitigen Membrankarmmer (33) ein einstellbares Drosselventil (14) aufweist, das einen Abfluß (23) zum Behälter (2) besitzt.