DE9406048U1 - Device for the automatic refilling of heating systems - Google Patents
Device for the automatic refilling of heating systemsInfo
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Description
TER MEER - MÜLLER - STEInMEI6TSR*& J3ARTNE-R. i USH POl/94TER MEER - MÜLLER - STEInMEI6TSR*& J 3 ARTNE - R. i USH POl/94
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Nachfüllen von Heizungsanlagen.The invention relates to a device for automatically refilling heating systems.
Bei Warmwasser-Zentralheizungsanlagen muß aufgrund unvermeidlicher Leckverluste von Zeit zu Zeit Wasser nachgefüllt werden. Um eine Verunreinigung des Trinkwassers im öffentlichen Leitungsnetz durch das Wasser aus Heizungsanlagen zu vermeiden, darf die Heizungsanlage nicht dauerhaft über einen einfachen Absperrhahn mit dem Leitungsnetz verbunden sein. Zum Nachfüllen von Wasser muß deshalb bisher die Heizungsanlage üblicherweise von Hand vorübergehend durch einen Schlauch mit dem Leitungsnetz verbunden werden.In the case of hot water central heating systems, water must be topped up from time to time due to unavoidable leakage. In order to avoid contamination of the drinking water in the public pipe network by water from heating systems, the heating system must not be permanently connected to the pipe network via a simple shut-off valve. To top up water, the heating system therefore usually has to be temporarily connected to the pipe network by hand using a hose.
Für große Zentralheizungsanlagen in öffentlichen Gebäuden und dergleichen sind automatische Nachfüllvorrichtungen bekannt, bei denen durch einen aufwendigen Ventilmechanismus sichergestellt wird, daß nach Beendigung eines Nachfüllvorgangs automatisch eine zwischen der Heizungsanlage und dem Anschluß des Leitungsnetzes liegende Kammer belüftet wird und so auch eine für Bakterien nicht überwindliche Trennung zwischen der Heizungsanlage und dem Leitungsnetz erreicht wird. Diese Nachfüllvorrichtungen können deshalb permanent an das Leitungsnetz angeschlossen bleiben, so daJ3 die Handarbeit beim Nachfüllen von Wasser entfällt. Diese herkömmlichen Nachfüllvorrichtungen sind jedoch verhältnismäßig aufwendig und teuer und deshalb für den Einsatz im privaten Bereich kaum geeignet.For large central heating systems in public buildings and the like, automatic refilling devices are known in which a complex valve mechanism ensures that after the refilling process has been completed, a chamber located between the heating system and the connection to the pipe network is automatically ventilated, thus creating a separation between the heating system and the pipe network that bacteria cannot overcome. These refilling devices can therefore remain permanently connected to the pipe network, so that there is no need to do any manual work when refilling water. However, these conventional refilling devices are relatively complex and expensive and are therefore hardly suitable for use in private areas.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Nachfüllvorrichtung für Heizungsanlagen inbesondere im privaten Bereich zu schaffen, die sich durch geringe Herstellungs- und Installationskosten und eine kompakte Konstruktion auszeichnet und dennoch eine zuverlässige strömungsmäßige und biologische Trennung der Heizungsanlage vom Leitungsnetz gestattet.The object of the invention is therefore to create a refill device for heating systems, particularly in the private sector, which is characterized by low manufacturing and installation costs and a compact design, and yet allows a reliable flow-related and biological separation of the heating system from the pipe network.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
35This object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1.
35
TER MEER - MÜLLER - ST5l*>JM£l6T&fV& PARTNER, &iacgr; USH POl/94TER MEER - MÜLLER - ST5l*>JM£l6T&fV& PARTNER, &iacgr; USH POl/94
Bei der erfindungsgemäßen Nachfüllvorrichtung besteht die Ventileinrichtung aus einem Magnetventil, auf dessen Zulauf- und Ablaufseite je ein Rückschlagventil angeordnet ist. Bei geschlossenem Magnetventil wird so ein Rückstrom von Wasser aus der Heizungsanlage in das Leitungsnetz durch drei voneinander unabhängige Ventile mit dreifacher Sicherheit verhindert. Da beim Schließen des Magnetventils auch die Rückschlagventile schließen, bleibt in der zwischen dem zulaufseitigen Rückschlagventil und dem Magnetventil gebildeten Kammer ein Druck erhalten, der dem zum Schließzeitpunkt im Leitungsnetz vorhandenen Druck nahekommt und deutlich über dem Druck in der Heizungsanlage liegt. Dieser Druck wird durch das zulaufseitige Rückschlagventil auch dann aufrechterhalten, wenn aus irgendeinem Grund der Druck im Leitungsnetz abfallen sollte. Am Magnetventil herrscht deshalb stets ein Druckgefälle in Richtung auf die Ablaufseite, so daß ein.Leckstrom von Leitungswasser sowie ein Übertritt von Bakterien oder sonstigen Krankheitskeimen zur stromaufwärtigen Seite des Magnetventils zuverlässig verhindert wird.In the refill device according to the invention, the valve device consists of a solenoid valve, on the inlet and outlet side of which a check valve is arranged. When the solenoid valve is closed, a backflow of water from the heating system into the pipe network is prevented by three independent valves with triple safety. Since the check valves also close when the solenoid valve closes, a pressure is maintained in the chamber formed between the inlet-side check valve and the solenoid valve that is close to the pressure in the pipe network at the time of closing and is significantly higher than the pressure in the heating system. This pressure is maintained by the inlet-side check valve even if the pressure in the pipe network should drop for some reason. There is therefore always a pressure gradient at the solenoid valve in the direction of the outlet side, so that a leakage of tap water and the transfer of bacteria or other pathogens to the upstream side of the solenoid valve are reliably prevented.
Das Magnetventil wird durch ein Signal eines Druckwächters gesteuert, der den Druck in der Heizungsanlage erfaßt. Das Magnetventil ist im stromlosen Zustand sperrend, so daß die Heizungsanlage auch bei einem Stromausfall vom Leitungsnetz getrennt bleibt.The solenoid valve is controlled by a signal from a pressure switch that measures the pressure in the heating system. The solenoid valve is blocked when there is no power, so that the heating system remains disconnected from the mains even in the event of a power failure.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments and embodiments of the invention result from the subclaims.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Sicherheitsschaltung vorgesehen, die die Stromzufuhr zu dem Magnetventilund / oder dem Druckwächter nur während bestimmter Tages- oder Wochenzeiten freigibt. Beispielsweise ist diese Sicherheitsschaltung so programmierbar, daß das Magnetventil nur an einem bestimmten Wochentag, beispielweise Samstags, zu einer bestimmten Tageszeit für ein oder zwei Stunden mit Strom versorgt wird, so daß das Nachfüllen der Heizungsanlage, sofern es überhaupt erforderlich ist, nur innerhalb diese Zeitspanne erfolgen kann. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß bei einer Undichtigkeit der Heizungsanlage (z.B. einem Rohrbruch) nur begrenzt Wasser austreten kann. Die Zeit, in der das Nachfüllen möglich ist, kann so gewählt werden, daß in dieser Zeit normalerweise jemand im Hause ist, der im Fall eines Rohrbruchs oder einer Fehlfunktion desIn a preferred embodiment, a safety circuit is provided, which only releases the power supply to the solenoid valve and/or the pressure switch during certain times of the day or week. For example, this safety circuit can be programmed so that the solenoid valve is only supplied with power on a certain day of the week, for example Saturday, at a certain time of day for one or two hours, so that refilling the heating system, if it is necessary at all, can only take place within this period of time. This measure ensures that if the heating system is leaking (e.g. a pipe burst), only a limited amount of water can escape. The time during which refilling is possible can be chosen so that there is usually someone in the house during this time who can be on hand in the event of a pipe burst or a malfunction of the
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Druckwächters oder des Magnetventils für Abhilfe sorgen kann. Wenn beispielsweise der Druckwächter ausfällt oder das Magnetventil in der geöffneten Stellung klemmt, steigt der Druck in der Heizungsanlage weiter an, bis das üblicherweise in der Heizungsanlage vorgesehene Überdruckventil öffnet.pressure switch or the solenoid valve can provide relief. If, for example, the pressure switch fails or the solenoid valve gets stuck in the open position, the pressure in the heating system continues to rise until the pressure relief valve usually provided in the heating system opens.
Durch dieses Überdruckventil wird dann ein Überfüllen der Heizungsanlage verhindert und zugleich dem Benutzer die Fehlfunktion der Nachfüllvorrichtung angezeigt. Wahlweise kann die Sicherheitsschaltung so ausgelegt sein, daJ3 sie zusätzlich ein akustisches oder optisches Warnsignal erzeugt. Selbst wenn die Fehlfunktion des Druckwächters unbemerkt bleiben sollte, wird durch die Unterbrechung der Stromzufuhr zu dem Magnetventil nach Ablauf der eingestellten Zeitspanne sichergestellt, daJ3 der Befüllvorgang beendet wird, und somit wird ein unnötiger Wasserverbrauch vermieden.This pressure relief valve prevents the heating system from being overfilled and at the same time indicates to the user that the refilling device is malfunctioning. The safety circuit can optionally be designed so that it also generates an acoustic or visual warning signal. Even if the pressure switch malfunction goes unnoticed, the interruption of the power supply to the solenoid valve after the set time has elapsed ensures that the filling process is completed, thus avoiding unnecessary water consumption.
Bevorzugt sind der Druckwächter und das Magnetventil unmittelbar an einer kreuzförmigen Leitungsarmatur montiert, die zugleich den mit dem Leitungsnetz verbundenen Zulauf und den mit der Heizungsanlage verbundenen Ablauf bildet und die beiden Rückschlagventile aufnimmt. Eine besonders kostengünstige Fertigung wird dadurch ermöglicht, daJ3 für diese kreuzförmige Leitungsarmatur eine absperrbare Heizkörperverschraubung von der Art verwendet wird, wie sie in dem DE-GM 93 08 526 der Anmelderin beschrieben wird.Preferably, the pressure switch and the solenoid valve are mounted directly on a cross-shaped pipe fitting, which simultaneously forms the inlet connected to the pipe network and the outlet connected to the heating system and accommodates the two check valves. Particularly cost-effective production is made possible by the fact that a lockable radiator screw connection of the type described in the applicant's DE-GM 93 08 526 is used for this cross-shaped pipe fitting.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert.
25In the following, a preferred embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.
25
Die einzige Zeichnungsfigur zeigt einen schematischen Schnitt durch die Nachfüllvorrichtung.The only drawing figure shows a schematic section through the refill device.
Die Nachfüllvorrichtung baut auf einer kreuzförmigen Leitungsarmatur 10,
beispielsweise einer Heizkörperverschraubung auf, die einen mit dem Trinkwasser-Leitungsnetz
verbundenen Zulauf 12 und auf der gegenüberliegenden Seite einen an die Heizungsanlage angeschlossenen Ablauf 14 bildet. An den
beiden übrigen Abgängen der Leitungsarmatur 10 sind einander gegenüberliegend ein Druckwächter 16 und ein Magnetventil 18 angeordnet.
35The refill device is based on a cross-shaped pipe fitting 10, for example a radiator screw connection, which forms an inlet 12 connected to the drinking water pipe network and, on the opposite side, an outlet 14 connected to the heating system. A pressure switch 16 and a solenoid valve 18 are arranged opposite one another on the two remaining outlets of the pipe fitting 10.
35
Das Innere der Leitungsarmatur 10 ist durch eine Trennwand 20 diagonal in zwei Kammern 22,24 unterteilt. Der Druckwächter 16 erfaßt den Druck inThe interior of the pipe fitting 10 is divided diagonally into two chambers 22,24 by a partition 20. The pressure switch 16 detects the pressure in
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der mit dem Ablauf 14 verbunden Kammer 22 und somit den Druck in der Heizungsanlage. In der Trennwand 20 ist ein Kugel-Rückschlagventil 26 angeordnet, das mit seinem rohrförmigen Gehäuse die Trennwand 20 durchsetzt und in der Richtung von der Kammer 22 zu der Kammer 24 sperrt. Das in der Kammer 24 liegende Ende des Rückschlagventils 26 bildet zugleich einen Sitz für den Ventilkegel 28 des Magnetventils 18.the chamber 22 connected to the outlet 14 and thus the pressure in the heating system. A ball check valve 26 is arranged in the partition wall 20, which passes through the partition wall 20 with its tubular housing and blocks in the direction from the chamber 22 to the chamber 24. The end of the check valve 26 located in the chamber 24 also forms a seat for the valve cone 28 of the solenoid valve 18.
Im Zulauf 12 ist ein als Tellerventil ausgebildetes Rückschlagventil 30 angeordnet, das in der Richtung von der Kammer 24 zum Leitungsnetz sperrt. Das Rückschlagventil 30 wird durch eine dicht in den Zulauf 12 eingesetzte, von Kanälen 32 durchsetzte Platte 34 und einen elastisch gegen diese Platte vorgespannten Ventilteller 36 gebildet.A check valve 30 designed as a disk valve is arranged in the inlet 12, which blocks in the direction from the chamber 24 to the pipe network. The check valve 30 is formed by a plate 34 inserted tightly into the inlet 12, penetrated by channels 32, and a valve plate 36 elastically pre-tensioned against this plate.
Der Druckwächter 16 ist über eine Steuerschaltung 38 elektrisch mit dem Magnetventil 18 verbunden. Das Magnetventil 18 befindet sich normalerweise im stromlosen, geschlossenen Zustand. Wenn der vom Druckwächter 16 erfajSte Druck in der Heizungsanlage unter einen einstellbaren Schwellenwert absinkt, wird das Magnetventil 18 erregt und der Ventilkegel 28 zurückgezogen, so daß Wasser vom Zulauf 12 durch die Rückschlagventile 30,26 und den Ablauf 14 in die Heizungsanlage einströmen kann, wie durch Pfeile in der Zeichnung verdeutlicht wird. Wenn der Druck in der Heizungsanlage einen einstellbaren oberen Schwellenwert, beispielsweise 0,2 kPa (2 bar) erreicht, wird das Magnetventil 18 geschlossen.The pressure switch 16 is electrically connected to the solenoid valve 18 via a control circuit 38. The solenoid valve 18 is normally in the de-energized, closed state. If the pressure in the heating system detected by the pressure switch 16 falls below an adjustable threshold value, the solenoid valve 18 is energized and the valve cone 28 is retracted, so that water can flow from the inlet 12 through the check valves 30, 26 and the outlet 14 into the heating system, as shown by arrows in the drawing. If the pressure in the heating system reaches an adjustable upper threshold value, for example 0.2 kPa (2 bar), the solenoid valve 18 is closed.
Wenn der am Zulauf 12 anstehende Leitungsdruck beispielsweise 0,3 kPa (3 bar) beträgt, so ergibt sich während des Nachfüllvorgangs bei geöffnetem Magnetventil ein leichter Druckabfall am Rückschlagventil 30 und aufgrund des kleineren Strömungsquerschnitts ein stärkerer Druckabfall am Rückschlagventil 26. Beim Schließen des Magnetventils herrscht deshalb in der Kammer 24 ein Druck, der geringfügig unter dem Leitungsdruck von 0,3 kPa, aber deutlich über dem Druck 0,2 kPa in der Heizungsanlage liegt. Selbst wenn der Ventilkegel 28 nicht absolut dicht schließen sollte, kann somit aufgrund des Druckgefälles kein Heizungswasser aus der Heizungsanlage in die Kammer 24 übertreten, und auch der Übertritt von Krankheitserregern in die Kammer 24 wird verhindert. Aufgrund der gewählten Anordnung der Rückschlagventile 26 und 28 besteht außerdem zwischen diesen Ventilen in Strömungsrichtung gemessen ein Abstand von mindestens 25 mm, so daj3If the line pressure at the inlet 12 is, for example, 0.3 kPa (3 bar), there is a slight pressure drop at the check valve 30 during the refilling process when the solenoid valve is open and a greater pressure drop at the check valve 26 due to the smaller flow cross-section. When the solenoid valve closes, the pressure in chamber 24 is therefore slightly below the line pressure of 0.3 kPa, but significantly above the pressure of 0.2 kPa in the heating system. Even if the valve cone 28 does not close completely tightly, no heating water from the heating system can pass into chamber 24 due to the pressure drop, and the passage of pathogens into chamber 24 is also prevented. Due to the selected arrangement of the check valves 26 and 28, there is also a distance of at least 25 mm between these valves measured in the direction of flow, so that3
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auch an Körperoberflächen kriechende Krankheitskeime, selbst wenn sie das Rückschlagventil 26 und das Magnetventil überwunden hätten, keine Chance hätten, das Rückschlagventil 30 zu erreichen.Even pathogens crawling on body surfaces, even if they had overcome the check valve 26 and the solenoid valve, would have no chance of reaching the check valve 30.
Das oben erwähnte Druckgefälle zwischen den Kammern 24 und 22 bleibt aufgrund des Rückschlagventils 30 auch dann erhalten, wenn, beispielsweise bei Reparaturarbeiten, der Druck im Leitungsnetz abfällt.The above-mentioned pressure gradient between chambers 24 and 22 is maintained due to the check valve 30 even if the pressure in the pipe network drops, for example during repair work.
Das Magnetventil 18 ist im stromlosen Zustand sperrend, so daß die Kammern 24 und 22 auch bei einem Stromausfall voneinander getrennt bleiben. Die SchlieJ3kraft des Ventilkegels 28 wird dabei durch das herrschende Druckgefälle unterstützt.The solenoid valve 18 is closed in the de-energized state so that the chambers 24 and 22 remain separated from each other even in the event of a power failure. The closing force of the valve cone 28 is supported by the prevailing pressure gradient.
Selbst wenn der Leitungsdruck abfallen und gleichzeitig das Magnetventil 18 ausfallen sollte, bleibt somit eine zuverlässige Trennung der Kammern 22,24 erhalten.Even if the line pressure drops and the solenoid valve 18 fails at the same time, a reliable separation of the chambers 22,24 is maintained.
Falls das Magnetventil 18 in der geöffneten Stellung klemmen sollte und dann der Leitungsdruck am Zulauf 12 unter den Druck in der Heizungsanlage absinkt, wird ein Rückstrom von verunreinigtem Wasser aus der Heizungsanlage in das Leitungsnetz immer noch durch die beiden Rückschlagventile 26 und 30 mit zweifacher Sicherheit verhindert.If the solenoid valve 18 should jam in the open position and then the line pressure at the inlet 12 drops below the pressure in the heating system, a backflow of contaminated water from the heating system into the pipe network is still prevented by the two check valves 26 and 30 with double safety.
Falls das Magnetventil 18 in der Öffnungsstellung klemmt, während der volle Leitungsdruck am Zulauf 12 ansteht, strömt das Wasser weiter in die Heizungsanlage ein, so daj3 der Druck in der Heizungsanlage den eingestellten oberen Grenzwert übersteigt. In diesem Fall wird jedoch ein Überfüllen der Heizungsanlage dadurch verhindert, daJ3 das üblicherweise in der Heizungsanlage vorgesehene Überdruckventil öffnet. Zusätzlich kann die Steuerschaltung 38 so ausgebildet sein, daj3 sie ein Warnsignal in Form einer Leuchtanzeige und/oder eines akustischen Signals abgibt, wenn der Druck einen voreingestellten Alarm-Schwellenwert erreicht. Durch dieses Warnsignal oder durch den geöffneten Zustand des Überdruckventils wird der Benutzer über den Fehler informiert. Für die Zeit bis zur Reparatur wird durch die beiden Rückschlagventile 26,30 ein Rückstrom von Heizungswasser verhindert, falls der Leitungsdruck abnehmen sollte. Da beide Rückschlagventile 26 einen gewissen Öffnungsdruck besitzen, schließen die Rückschlagventile, sobald einIf the solenoid valve 18 is stuck in the open position while the full line pressure is present at the inlet 12, the water continues to flow into the heating system so that the pressure in the heating system exceeds the set upper limit. In this case, however, overfilling of the heating system is prevented by opening the pressure relief valve usually provided in the heating system. In addition, the control circuit 38 can be designed such that it emits a warning signal in the form of a light display and/or an acoustic signal when the pressure reaches a preset alarm threshold. The user is informed of the error by this warning signal or by the open state of the pressure relief valve. Until repairs are carried out, the two non-return valves 26, 30 prevent heating water from flowing back if the line pressure should decrease. Since both check valves 26 have a certain opening pressure, the check valves close as soon as a
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Druckausgleich zwischen dem Zulauf 12 und dem Ablauf 14 hergestellt ist. Somit wird auch bei defektem Magnetventil bis zur Reparatur ein Flüssigkeitsaustausch zwischen dem Zulauf und dem Ablauf verhindert.Pressure equalization is established between the inlet 12 and the outlet 14. This prevents fluid exchange between the inlet and the outlet even if the solenoid valve is defective until it is repaired.
Die Rückschlagventile 26 und 30 sind in gleicher Weise wirksam, wenn das Magnetventil undicht ist oder wenn der Druckwächter 16 defekt ist und das Magnetventil ständig in der geöffneten Stellung hält.The check valves 26 and 30 are equally effective if the solenoid valve is leaking or if the pressure switch 16 is defective and keeps the solenoid valve constantly in the open position.
Die Steuerschaltung 38 enthält ein programmierbares Zeitglied, durch das die Nachfüllzeit auf ein bestimmtes Zeitintervall zu einer bestimmten Tageszeit und an einem bestimmten Wochentag begrenzt werden kann. Außerhalb dieser programmierbaren Zeitspanne ist die Stromzufuhr zu dem Magnetventil 18 zwangsweise unterbrochen, so daj3 das Magnetventil die Heizungsanlage auch bei einer Undichtigkeit bzw. einer etwaigen Fehlfunktion des Druck-Wächters 16 vom Leitungsnetz trennt.The control circuit 38 contains a programmable timer by which the refill time can be limited to a specific time interval at a specific time of day and on a specific day of the week. Outside of this programmable time period, the power supply to the solenoid valve 18 is automatically interrupted so that the solenoid valve disconnects the heating system from the mains even in the event of a leak or a possible malfunction of the pressure switch 16.
Claims (7)
107. Device according to claim 5 or 6, characterized in that the cross-shaped pipe fitting (10) is a radiator screw connection, the interior of which is divided by a diagonal partition (20) which, when used as a radiator screw connection, forms a valve seat for a shut-off device, and that the outlet-side check valve (26) is inserted into this valve seat.
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