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Niederdruckdampfheizungsanlage mit allgemeiner, zentraler Regelung.
Zur Herbeiführung der allgemeinen Regelung bei Niederdruckdampfheizungen, d. i. zur gleichmässigen Wärmeverteilung an alle Heizkörper bei allen Leistungsstufen bei Leistungsregelung durch den Dampfdruck an der Dampfquelle, wurden bereits verschiedene Mittel vorgeschlagen, unter andern die Unterdruckheizung in mehreren Abarten und die Verwendung besonderer federbelasteter Ventile mit veränderlichem Hub und selbsttätiger Steuerung durch dampfdruekbelastete Membranen. Alle bisher bekanntgewordenen Mittel haben ihr Ziel nicht erreicht, weil bei ihnen die Einstellung der Heizkörper bzw. ihrer Drosselorgane nur bei einer bestimmten Leistungsstufe, meist bei der Höchstleistung erfolgen kann und die Abweichungen von der gleichmässigen Wärmeverteilung bei andern Leistungsstufen nicht verhindert werden können.
Der Leistungsbereich, in dem die allgemeine Regelung einer Niederdruckdampfheizung zumeist verlangt wird, ist zwischen der Höchstleistung und einem Viertel oder Fünftel derselben gelegen. Um in diesem Bereich überall eine gleichmässige Wärmeverteilung an alle Heizkörper zu erzielen, ist es notwendig, die Drosselquersehnitte beim Dampfeintritt aller Heizkörper veränderlich zu machen, jedoch wird der beabsichtigte Zweck bereits. erreicht, wenn diese Querschnittsänderungen nur einen Bruchteil (z. B. etwa 20-30% der vollen Querschnitte) betragen. Darüber hinausgehende Querschnitts- änderungen, z. B. bis zum annähernden oder gänzlichen Schliessen der Drosselorgane, sind der gleichmässigen Wärmeverteilung abträglich.
Gemäss der Erfindung wird die Allgemeinregelung einer Niederdruckdampfheizungsanlage erreicht, wenn die Drosselorgane aller Heizkörper für zwei bestimmte Leistungsstufen, vorzugsweise für die Höchstleistung und für die Mindestleistung (z. B. ein Viertel oder ein Fünftel der Höchstleistung) mit solchen Querschnitten versehen werden, dass in beiden Fällen eine gleichmässige Wärmeverteilung an alle Heizkörper erzielt wird. Da diese beiden Querschnitte, wie oben erwähnt, nicht weit auseinanderliegen, wird auch in ihrem Übergang von einem zum andern, wenn dieser unter dem Einfluss der Dampfdruckänderung selbsttätig vollzogen wird, für alle zwisehenliegenden Leistungsstufen eine gleichmässige Wärmeverteilung an alle Heizkörper erzielt.
Die den Gegenstand der Erfindung bildende Niederdruckdampfheizungsanlage besteht aus einem Kessel oder einer sonstigen Dampfquelle (z. B. Reduzierventil), an der der Dampfdruck behufs Leistungsregelung nach Bedarf eingestellt werden kann, weiters aus einem Dampfzuleitungsrohrnetz, aus einer Mehrzahl von Heizkörpern, die an ihrer Dampfeintrittsstelle mit einem besonderen Drosselorgan, das einen Teil des Erfindungsgegenstandes bildet und weiter unten beschrieben wird, versehen sind, ferner aus einem Kondensatrückleitungsrohrnetz. Die entscheidende Eigenschaft gemäss der Erfindung wird der Heizungsanlage durch das Einstellen der Querschnitte in den Heizkörperdrosselorganen verliehen, indem diese für eine gleichmässige Wärmeverteilung für die obere Leistungsstufe und ebenso für die untere Leistungsstufe bemessen und durch Anschläge fest begrenzt werden.
Diese Bemessung kann entweder empirisch erfolgen analog, wie man dies bei den bisher üblichen Dampfheizungen für die Höchstleistung allein einzustellen pflegte. Die Bemessung kann aber genauer und rascher auf Grund einer vorhergegangenen, an sich bekannten Wärmebedarfs- und Druckabfall- berechnung vorgenommen werden. Um die sich hieraus ergebende Querschnittsmasse in den Heizkörperventilen genau einstellen zu können, sind die Ventile erfindungsgemäss mit solchen Einstellorganen versehen, dass an ihnen das Mass der Einstellung unmittelbar ohne gesonderte Messwerkzeuge abgelesen bzw. eingehalten werden kann. Für den Übergang von einem Querschnitt zum andern
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innerhalb eines Ventils wird die Ventilbelastung (z.
B. eine auf den Teller drückende Feder) erfindungsgemäss so eingestellt, dass der Ventilteller sich durch den Dampfdruck selbsttätig allmählich von der unteren Lage in die obere Lage hebt, wenn der Dampfdruck von der unteren Stufe auf die obere gesteigert wird und umgekehrt.
Gemäss der Erfindung wird eine weitere neue Eigenschaft der Dampfheizungsanlage hergestellt, indem zwischen dem Dampfdruck und der Wärmeleistung in den zwei der Einstellung zugrunde liegenden Leistungsstufen eine bestimmte Beziehung geschaffen wird. Die Ventilquerschnitte an der oberen Stufe und die an der unteren Stufe werden in gegenseitiger Abhängigkeit voneinander so bemessen, dass der Dampfdruck im Kessel zu der gelieferten nutzbaren Wärmemenge jeweils linear proportioniert ist.
Das Heizkörperventil, das gemäss der Erfindung als einheitliches Drosselorgan für den Dampfeintritt in alle Heizkörper der Anlage dient, weist die zur Einstellung der oben beschriebenen Heizanlage notwendigen Organe auf. Dieses Ventil ist als Ausführungsbeispiel in der Zeichnung im Längsschnitt schematisch dargestellt. Seine Bestimmungsgrössen, nämlich die obere und die untere Grenzlage des Ventilhubes und die Ventilbelastung sind von aussen nach Abnahme einer Schutzkappe zugänglich, sie können eingestellt und ihre Stellung kann gemessen werden, ohne das Ventil selbst öffnen zu müssen.
Das Ventilgehäuse 1 enthält den Ventilsitz 2 und den Dampfeintritt 3. Der Ventilteller 4 ist mit einer Umlenkfläche 4a versehen, die den Dampfstrom nach abwärts umlenkt und hiedurch dessen Hubkraft dynamisch vermehrt. Der Teller 4 ist durch die Spindel 5, die oben in dem Gewindeteil Ja endigt, in der Hülse 7 schiebbar geradegeführt. In dem Ventildeckel 6 ist die Hülse 7 durch ein Schraubengewinde bewegbar gelagert. Sie ist am unteren Ende zu einem Topf 8 erweitert, der beim Niederschrauben von 7 den Teller 4 auf den Sitz 2 presst., Die den Teller 4 berührenden ringförmigen Druckflächen von 8 und 2 haben gleiche Durchmesser, so dass das Ventil unter erheblicher Anpressung geschlossen werden kann, ohne dass der Ventilteller verformt wird. Das obere Ende 7a der Hülse 7 ist aussen vierkantig, so dass man sie durch Aufsetzen, z.
B. eines Handrades, drehen kann. Die Aufund Abbewegung der Hülse 7 wird nach unten durch das Schliessen des Ventils begrenzt, nach oben wird sie durch die Wurmschraube 9 begrenzt, durch deren Stellung der Höchsthub des Ventils bemessen und festgehalten wird. Aus der Schraubtiefe oder aus der Gangzahl und Ganghöhe von 9 ist dieser Hub erkennbar und messbar.
Auf die Ventilspindel J wirkt in der Richtung entgegen dem Dampfdruck als Ventilbelastung die Druckfeder 10, die durch die in 7 a gelagerte Schraube 11 einstellbar gehalten wird. Die Zusammendrüekung der Feder 10 kann durch die Schraubtiefe von 11 gemessen oder nach Angabe eingestellt werden.
Die auf dem Gewinde Ja sitzende Mutter 12 begrenzt das durch die Feder 10 angestrebte Absenken der Spindel bzw. des Ventiltellers durch ihren Anschlag mit 11. In der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung hat das Ventil seinen durch 11 und 12 begrenzten Mindesthub, der bei niedrigem Dampfdruck für die untere Leistungsstufe in Verwendung steht. Bei steigendem Dampfdruck wird die Feder 10 allmählich zusammengedrückt und der Ventilteller 4 allmählich bis zu seinem Anschlag mit 8 angehoben, welch letzterer (8) durch seinen Anschlag mit 9 den Höchsthub des Ventils begrenzt, der bei hohem Druck für die Höchstleistung in Verwendung steht.
Das Ventil ist zur Vermeidung von Reibungen ohne eine Stopfbüchse od. dgl. für die Spindel 5 ausgebildet, sondern wird nach aussen durch die Schutzkappe 13 abgedichtet. Nach deren Abnahme sind die Einstellorgane 9, 11, 12 von aussen ohne Öffnen des Ventils selbst zugänglich.
Mittels der Schraubhülse 7 kann durch deren Drehung das Ventil geschlossen werden, so dass es als Absperrorgan benutzt werden kann. Beim Wiederaufschrauben von 7 bis zum Anschlag von 8 mit 9 wird die ursprüngliche Einstellung und Beweglichkeit des Ventils wieder unverändert erreicht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Niederdruckdampfheizungsanlage mit allgemeiner, zentraler Regelung, dadurch gekennzeichnet, dass in den Dampfdrosselorganen (Heizkörperventilen) der sämtlichen Heizkörper je zwei
Querschnitte, ein grösserer für eine obere Leistungs-und Druckstufe und ein kleinerer für eine untere Leistungs-und Druekstufe, so eingestellt und fest begrenzt sind, dass in diesen beiden Stufen eine gleichmässige Verteilung des Dampfes und der Wärme an alle Heizkörper erreicht wird, und dass der Übergang vom einen zum andern Querschnitt durch die Druckänderung des Dampfes selbsttätig vollzogen wird.