DE19630778C1 - Vorrichtung zum Umwälzen von erwärmtem Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Umwälzen von erwärmtem Wasser gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine solche Vorrichtung ist in der DE-A-21 04 090 beschrieben.

Darin ist eine Warmwasserumlaufheizung mit einem primären Wassererhitzer und einem Wärmetauscher dargestellt, wobei in einem ersten Kreislauf erwärmtes Brauchwasser erzeugt und in einem zweiten Kreislauf mindestens ein Heizkörper bedient wird. Von dem primären Wassererhitzer führt eine gemeinsame Vor­ laufleitung zu einem motorbetriebenen Dreiwege-Ventil als Um­ schaltmittel, von dem die beiden genannten Kreisläufe ausgehen und jeweils zu dem Wärmetauscher als Brauchwassererhitzer bzw. zu dem Heizkörper führen. Danach sind die beiden Kreisläufe wieder zusammengeführt und münden in eine gemeinsame Rück­ laufleitung, die eine Umwälzpumpe aufweist und zu dem primären Wassererhitzer zurückführt. Hinter dem Umschaltmittel und in
Parallelschaltung zu den beiden Kreisläufen ist eine Dämpfungs­ einrichtung, beispielsweise ein Wasser enthaltendes Druckaus­ gleichsgefäß mit innerer Membran, vorgesehen, die bzw. das über zwei Rohrleitungen mit den beiden Kreisläufen verbunden ist. Mit dieser Vorrichtung werden sogenannte, starke und störende Ge­ räusche entwickelnde Wasserschläge im Leitungsnetz des Gesamt­ systems der Warmwasseranlage beim Betätigen der Umschaltmittel vermieden bzw. auf ein Minimum herabgesetzt.

Ein wesentlicher Nachteil dieser vorbekannten Vorrichtung be­ steht jedoch insbesondere darin, daß die Dämpfungseinrichtung durch eine umständliche Verrohrung in die beiden Kreisläufe eingegliedert ist, die wegen der Strömungswiderstände einen rela­ tiv großen Durchmesser haben muß und somit relativ viel Platz beansprucht. Außerdem benötigt die gesamte Vorrichtung auch dadurch einen erhöhten Platzbedarf, weil vor allem steuernde Funktionsteile in der Warmwasseranlage verteilt montiert sind. Auch durch letzteres sind die Herstellungs- und Montagekosten der Vorrichtung erhöht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung der ein­ leitend angeführten Vorrichtung derart, daß sie wesentlich verein­ facht und kompakt aufgebaut ist und mit geringeren Kosten als bisher hergestellt und montiert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Kennzeichen des Patent­ anspruchs 1 angegeben.

Durch diese Lösung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung wesent­ lich vereinfacht, indem wichtige Funktionsteile, nämlich die Um­ wälzpumpe, die Umschaltmittel und die Dämpfungseinrichtung, zu einer kompakten Baueinheit zusammengefaßt sind. Dadurch eignet sich die Vorrichtung besonders für den Einbau in beispielsweise Gasthermen, wodurch auch diese im Aufbau kompakter sind. Die erfindungsgemäße, kompakte Vorrichtung bzw. Baueinheit kann im Herstellerwerk kostengünstig einbaufertig hergestellt werden, so daß sich dadurch auch die späteren Montagekosten der Vorrich­ tung an Ort und Stelle, wo der Heizkreislauf und auch die ande­ ren Bestandteile einer gesamten Warmwasser-Versorgungsanlage montiert werden, erheblich verringert sind, z. B. durch den Weg­ fall der Verrohrung für die Dämpfungseinrichtung und der sonst nötigen mehreren Montagestellen für die fraglichen, einzelnen Funktionsteile. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vor­ richtung besteht darin, daß bei einer Anordnung der Dämpfungs­ einrichtung unmittelbar hinter den Umschaltmitteln, d. h. in sehr dichter Nähe dazu, diejenigen Wassermengen gering sind, die durch die Wasserschläge aufgrund der Betätigung der Umschalt­ mittel in Bewegung versetzt werden. Hieraus folgt, daß die Dämp­ fungseinrichtung selbst im Bauvolumen sehr klein gehalten werden kann, da ihre Dämpfungsmittel nur eine relativ kleinen Auslen­ kung benötigen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Dämpfungseinrichtung vor dem Austrittsende der beiden Pumpen-Auslaßstutzen an diese angeschlossen ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Ausführungsform.

Alternativ kann die Dämpfungseinrichtung sich auch unmittelbar an den Anschlußflanschen der Auslaßstutzen der Umwälzpumpe anschließen. Auch hierdurch ist die angestrebte Kompaktheit der zu einer einbaufertigen Baueinheit zusammengefügten Funktions­ bestandteile gegeben.

In weiterer Ausgestaltung kann die Dämpfungseinrichtung nach Art eines Druckausgleichsgefäßes mit innerer Membran aufgebaut sein. Je nach Konzeption der Warmwasseranlage, in welche die erfindungsgemäße Baueinheit eingegliedert werden soll, ist die Membran des Druckausgleichsgefäßes beidseitig einer Federkraft unterworfen, um die Membran gegen zu starke Auslenkungen zu schützen. Hier bei kann desweiteren so vorgegangen sein, daß die maximale Auslenkung der Membran durch eine entsprechende Stärke der Federkraft begrenzt ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine horizontale Schnittdarstellung nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine vertikale Schnittdarstellung nach der Linie III-III in Fig. 1.

Die in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnete, zu einer kompakten Baueinheit zusammengefaßte Vorrichtung umfaßt eine Umwälz­ pumpe 2, die von einem elektrischen Motor 3 angetrieben wird, der in einem Anschlußkasten 4 übliche Anschlußelemente und Regelteile enthält, sowie eine Dämpfungseinrichtung 5.

Die Umwälzpumpe 2 weist einen Einlaufstutzen 6 und zwei Aus­ laßstutzen 7 und 8 auf, wobei das freie Ende dieser Auslaßstutzen mit Anschlußflanschen 9 und 10 versehen ist, an welche die Ein­ gänge von zwei verschiedenen Warmwasserkreisläufen einer nicht gezeigten Warmwasseranlage angeschlossen werden. Die Auslaß­ stutzen 7, 8 gehen von einer gemeinsamen Auslaßstelle im Gehäu­ se der Pumpe 2 aus, wobei an dieser Auslaßstelle bekannte, inter­ ne Umschaltmittel, z. B. Klappen oder gleichwirkende Bauteile, vorgesehen sind, um wechselweise den einen Auslaßstutzen 7 und den anderen Auslaßstutzen 8 der Pumpe zu öffnen und zu schlie­ ßen bzw. mit Warmwasser zu versorgen. Ein derartiger Pumpen­ aufbau, d. h. ein Pumpengehäuse mit einem Einlaßstutzen, zwei Auslaßstutzen und inneren Umschaltmitteln an der gemeinsamen Anfangsstelle der Auslaßstutzen, ist allgemein bekannt und daher nicht näher gezeigt und erläutert. Solche Pumpen sind z. B. in der DE-A-40 14 409, DE-A-44 44 890 und DE-A-43 03 839 beschrie­ ben, auf die hiermit Bezug genommen wird.

Bei diesen Pumpen sind die inneren Umschaltmittel in Form von Klappenteilen oder gleichwirkenden Bauteilen durch den Förder­ strom der Umwälzpumpe betätigbar, benötigen also keinerlei externen Antrieb. Alternativ kann die Umwälzpumpe jedoch auch so ausgebildet sein, daß ein externer Antrieb für die Umschalt­ mittel vorgesehen ist, z. B. ein elektrischer Stellmotor.

Die Dämpfungseinrichtung 5 ist selbst auch eine kleinbauende, kompakte Baueinheit, wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist, und ist mit ihren Wasseranschlüssen unmittelbar an jeden Auslaßstutzen 7 und 8 der Umwälzpumpe 2 angeschlossen. In einer ersten An­ schlußweise kann der Anschluß der Dämpfungseinrichtung an die Anschlußstutzen der Umwälzpumpe so vorgesehen sein, daß die Dämpfungseinrichtung vor dem Austrittsende, d. h. vor den beiden Anschlußflanschen 9 und 10, der beiden Pumpenauslaßstutzen 7 bzw. 8 an diese Stutzen angeschlossen ist. In den Fig. 1 und 3 ist dies so dargestellt.

In einer alternativen Anschlußweise kann aber auch so vorgegan­ gen sein, daß die Wasseranschlüsse der Dämpfungseinrichtung 5 einerseits direkt an die Anschlußflansche 9 und 10 der Auslaß­ stutzen 7 bzw. 8 der Pumpe 2 angeschlossen sind. Hierzu weist die Dämpfungseinrichtung 5 dann entsprechend ausgebildete Wasser­ anschlüsse auf, die andererseits an die Eingänge der beiden vor­ erwähnten Warmwasserkreisläufe angeschlossen werden können, so daß die Anschlußflansche 9 und 10 mit den Eingängen kommuni­ zieren und daß die Wasseranschlüsse Kanäle aufweisen, die mit dem Inneren der Dämpfungseinrichtung 5 kommunizieren.

Eine mögliche Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 5 besteht darin, daß sie nach Art eines ein Druckausgleichsgefäßes mit innerer Membran aufgebaut sein kann, dessen Bauprinzip beispielsweise durch die eingangs genannte Druckschrift DE-A- 21 04 090 bekannt ist.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine kleinbauende Dämpfungseinrich­ tung 5. Sie umfaßt zwei klappsymmetrisch gleiche Gehäusehälften 11 und 12, zwischen denen eine mittige Membran 13 an ihrem Umfangsrand 14 eingeklemmt ist. An beiden Seiten der Membran 13 greift jeweils eine Druckfeder 15 und 16 an, wobei die Federn an ihrem anderen Ende an den Gehäusehälften 11 und 12 anlie­ gen. Somit wird die Auslenkung der mittigen Membran 13 durch die Federn 15 und 16 begrenzt. Durch die Wahl der Federkenn­ linie wird die Zusammendrückkraft der betreffenden Feder in Abhängigkeit von der Membranauslenkung gesteuert. Somit ist es möglich, die maximale Auslenkung der Membran festzulegen. Welche maximale Auslenkung der Membran 13 zulässig sein soll, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall der Vorrichtung 1 ab, d. h. von den zu erwartenden Druckspitzen der Wasserschläge in der betreffenden Warmwasseranlage.

Durch die Membran 13 wird der Innenraum des Gehäuses 11, 12 in zwei Teilräume 17 und 18 unterteilt, die mit dem Wasser der Warmwasseranlage gefüllt sind, da sie damit kommunizieren, was in den Fig. 1 und 2 zum Ausdruck kommt. Jeder Teilraum 17, 18 kommuniziert mit einem wasserführenden Kanal 19 bzw. 20, wobei diese Kanäle in Anschlußstutzen 21 bzw. 22 als Wasser­ inschlüsse der Gehäusehälften 11 bzw. 12 vorgesehen sind. Diese Anschlußstutzen weisen im Bereich ihres freien Endes Anschluß­ flansche 23, 24 auf, mit denen sie mit den Auslaßstutzen 7 bzw. 8 der Umwälzpumpe verschraubt sind. Zur Erzielung eines genauen und dichten Sitzes der Anschlußstutzen 21, 22 in den Auslaßstut­ zen 7 bzw. 8 der Pumpe 2 weisen die Auslaßstutzen der Pumpe je eine abgestufte Verbindungsbohrung 25 auf, in welche das freie Ende der Anschlußstutzen 21, 22 mündet, wie es Fig. 3 zeigt. Die jeweilige Verbindungsbohrung 25 kommuniziert andererseits mit dem wasserführenden Kanal 26 der Auslaßstutzen 7, 8 der Pumpe 2. Aus Vorstehendem und insbesondere in Verbindung mit Fig. 3 ergibt sich, daß die Druckspitze eines Wasserschlages aus dem Kanal 26 des betreffenden Auslaßstutzens 7, 8 über eine insgesamt kurze und wenig Wassermenge enthaltende Wegstrecke über die Wege 26, 25 und 19 bzw. 20 direkt in den jeweiligen Teilraum 17 bzw. 18 der Dämpfungseinrichtung wirken kann und somit die elastische Membran 13 in der einen oder anderen Rich­ tung auslenkt, wodurch die Druckspitze schnell und in an sich bekannter weise gedämpft wird.

Die vorstehend beschriebene Dämpfungseinrichtung kann im Ver­ hältnis sehr klein gebaut werden und ist daher kompakt gestaltet. So können die Abmessungen in Höhe und Breite z. B. etwa 7 bis 12 cm und für die Tiefe etwa 3 bis 5 cm betragen.

Der allgemeine Aufbau der erwähnten Warmwasseranlage ist bekannt und umfaßt in einem ersten Warmwasserkreislauf wenig­ stens einen Heizkörper und in einem zweiten Warmwasserkreislauf einen Wärmetauscher für zu erwärmendes Brauchwasser. Die Warmwasserkreisläufe münden in eine gemeinsame Rücklauflei­ tung und die so vereinigten Wasserströme gelangen zu einem primären Wärmeerzeuger, wo das rücklaufende Wasser wieder aufgewärmt wird. Eine gemeinsame Vorlaufleitung führt von dem primären Wärmeerzeuger wieder zu einer Aufteilungsstelle, an der die beiden einzelnen Warmwasserkreisläufe beginnen. Die vor­ stehend beschriebene Baueinheit 1 wird an dieser Aufteilungs­ stelle montiert, d. h. die gemeinsame Vorlaufleitung wird an dem Pumpeneinlaufstutzen 6 und die Eingänge der beiden Wasser­ kreisläufe werden an die Auslaßstutzen 7 und 8 der Umwälzpumpe 2 angeschlossen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Umwälzen von erwärmtem Wasser für eine Warmwasseranlage, die zwei von einer gemeinsamen Zulaufleitung versorgte Warmwasserkreisläufe aufweist, enthaltend eine Um­ wälzpumpe, Umschaltmittel zum wechselweisen Einleiten des zulaufenden, erwärmten Wassers in die beiden Warmwasserkreis­ läufe und aus einer Einrichtung mit zwei Wasseranschlüssen zum Dämpfen der Wasserschläge und Wassergeräusche in den Wasser­ leitungen der Warmwasseranlage beim Einstellen der Umschalt­ mittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe (2) zwei von einer gemeinsamen Stelle des Gehäuses der Pumpe ausgehen­ de Auslaßstutzen (7, 8) und an der gemeinsamen Stelle innere Umschaltmittel zum wechselweisen Öffnen und Schließen der Auslaßstutzen aufweist und daß die Dämpfungseinrichtung (5) jeweils mit einem Wasseranschluß (21, 22) unmittelbar an einen Auslaßstutzen (7, 8) der Umwälzpumpe (2) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (5) vor dem Austrittsende (9, 10) der beiden Auslaßstutzen (7, 8) an diese angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (5) unmittelbar an den Anschlußflanschen (9, 10) der Auslaßstutzen (7, 8) montiert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfungseinrichtung (5) nach Art eines Druckaus­ gleichgefäßes mit innerer Membran (13) aufgebaut ist, wobei die Membran das Gefäß (11, 12) in zwei mit Wasser gefüllt Teilräume (17, 18) unterteilt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (13) bei ihren beidseitigen Auslenkungen jeweils gegen eine Federkraft (15, 16) arbeitet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Auslenkung der Membran (13) durch die Stärke der Federkraft (15, 16) festgelegt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Ausnahme des Anspruches 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (5) zwei Anschlußstutzen (21, 22) aufweist, deren freies Ende in entsprechenden Verbindungsbohrungen (25) der Auslaßstutzen (7, 8) der Umwälzpumpe (2) montiert ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltmittel in der Umwälz­ pumpe (2) an der gemeinsamen Ausgangsstelle der Auslaßstutzen (7, 8) durch den die Pumpe (2) durchlaufenden Förderstrom betätigbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (5) in Höhe und Breite etwa 7 bis 12 cm und in der Tiefe etwa 3 bis 5 cm mißt.