DD204749A1

DD204749A1 - Statische druckhaltung fuer heizwassersysteme

Info

Publication number: DD204749A1
Application number: DD23924082A
Authority: DD
Inventors: Achim Dittmann; Herbert Funcke; Wolfgang Schaefer; Helmut Seidel
Original assignee: Inst Energieversorgung
Priority date: 1982-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1983-12-07
Also published as: DD204749B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine statische Druckhaltung fuer Heizwassersysteme mit Wasserdampf als Polstermedium. Sie ist ueberall dort einsetzbar, wo alternativ nur eine statische Druckhaltung mit Inertgasen oder eine dynamische Druckhaltung moeglich ist, beispielsweise in Heizsystemen, wo kein Wasserdampf oder Heisswasser mit dem erforderlichen Siededruck als Polstermedium zur Verfuegung steht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erzeugung und staendigen Nachspeisung von Wasserdampf als Polstermedium im System einer statischen Druckhaltung zu entwickeln. Diese Aufgabe wird geloest, indem einem, an sich bekannten Druckhaltegefaess eine, zur Dampferzeugung geeignete, elektrische Heizeinrichtung unterhalb seines minimalen Wasserstandes so zugeordnet ist, dass bei Normalbetrieb nur die Grenzschicht zwischen Polstermedium und Heiznetzwasser im Siedezustand gehalten wird.

Description

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a) Titel der Erfindung

Statische Druckhaltung für Heizwassersysteme

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine statische Druckhaltung für Heizlarassersysteme mit Wasserdampf als Polstermedium* Die erfindungs— gemäße Druckhaltung ist überall dort einsetzbar, wo alternativ nur eine statische Druckhaltung mit Inertgasen oder eine dynamische Druckhaltung möglich ist.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Heizwassersysteme benötigen zur Einhaltung der Sicherheitsdrücke (oberer Grenzwert zumSchutz der Anlagen, unterer Grenzwert zum Schutz gegen das Ausdampfen des Heiznetzwassers) eine gesonderte Druckhaltungo Dazu sind zwei verschiedene Systeme in jeweils vielen Varianten bekannt

- die statischen Druckhaitungen.

mittels dampf- bzw» gasbeaufschlagter Druckhaltegefäße

- die dynamischen Druckhaltungen mittels Druckhaitepumpen<>

Bekannt sind ebenfalls Verfahren, Druckhaitung^nnd Volumenausgleich durch Überströmen aus dem jeweils übergeordneten Kreislauf (zeBo Primärnetz) zu. realisieren·

Bei statischen Druckhaltungen haben sich Inertgase, Druckluft und Y/asserdampf als Polstermedien bewährt. Auch der Einsatz bekannter niedrig siedender Medien wurde bereits vorgeschlagene

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Die Verwendung von Wasserdampf zur Druckhaltung bringt sowohl anlagentechnisch als auch ökonomisch viele Torteile: Das Eindiffundieren von Luft oder Stickstoff in das Heizsystem wird von vornherein vermieden und zusätzliche Aufwendungen für den Transport und die Installation der Preßluft- bzw_o Inertgasanlagen entfallen» Voraussetzungen für seinen Einsatz ist das Vorhandensein von Fremddampf am Ort der Druckhaitungo Alt Alternative dazu sind dynamische Druckhaltungen bekannt« Um bei Ausfall der Umwälz- und Druckhaltepumpen in Heizsystemen mit dynamischer Druckhaltung den Systemdruck vorübergehend weiter aufrechtzuerhalten und größere Anlagenschäden bzw. Aus^- dampfungen zu vermeiden, werden entsprechend dem Stand der Technik in vielen Fällen Notstromaggregate bereitgehalten«) In systemen mit statischer Druckhaltung ist es bekannt, zu diesem Zweck dein Druckhaltegefäß ein kleines Speichergefäß zuzuordnen, das ständig mit Wasser im Siedezustand gefüllt ist und unter einem höheren Druck ateht als dieses* Bei Druckabfall im Druckhaltegefäß strömt aus dem Zusatzspeieher Wasserdampf nach und bewirkt solange die Aufrechterhaltung eines Mindest-Systemdruckes, bis der Heißwasservorrat im Zusatzspeicher verdampft ist* Diese Einrichtung zur Drucksicherung (DD-WP 122 712) ist: damit nur für den Einsatz in Havariefällen geeignet und setzt außerdem das Vorhandensein einer genügenden Menge von, Heißwasser im System selbst voraus, um den Speicher damit zu füllenο

d) Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, den Einsatz von Wasserdampf als Polstermedium einer statischen Druckhaltung auch in Eteizsy— stemen einzusetzen, in denen kein Wasserdampf oder Heißwasser mit dem erforderlichen Siededruck als Polstermedium zur Verfügung steht j, um damit auch in diesen Systemen die bekannten Vorteile, wie Kbrrosionssieherneit und geringer Anlagen- und Kostenaufwand zu erreichen Gleichzeitig aber soll gewährleistet sein_s 'daß die statische Druckhaltung auch bei Abspeisevorgängen ins Heizsystem ohne' zusätzliche Drucksicherungsmaßnahmen funktioniert.

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e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erzeugung und ständigen Nachspeisung von Wasserdampf als Polstermedium im System einer statischen Druckhaltung zu entwickeln»

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß einem, an sich bekannten Druckhaltegefäß eine zur Dampferzeugung geeignete elektrische Heizeinrichtung unterhalb seines minimalen Wasserstandes derart zugeordnet ist, daß bei Normalbetrieb nur die Grenzschicht zwischen Polstermedium und Heiznetzwasser im Siedezustand gehalten und damit das erforderliche Gleichgewicht zwischen Dampfdruck und Heizwasserreserve aufrechterhalten wird. Druckhaltegefäß und Heizeinrichtung sind erfindungsgemäß durch eine Meßleitung mit Kontaktmanometer verbunden, um den jeweiligen Druck im Heizsystem durch das dementsprechende Dampfpolster aufrechtzuerhalten. Bei Volumenausgleichsvorgängen im Heiznetz erfolgt die Erzeugung einer entsprechenden Dampfmenge - auch im Falle der Havarie, d.h. des Ausfalls der Heizenergie — durch Eigenausdampfung der Grenzschicht, so daß die statische Druckhaltung selbst bei extremen Ausspeisevorgängen, nämlich bis zum Abströmen und Verdampfen der gesamten Heiznetzreserve, bis zum unteren Wasserstand funktionstüchtig bleibt.

Die Heiζeinrichtung kann sowohl im Inneren des Druckhaltegefaßes als auch im Inneren einer, mit diesem über eine Dampf— und eine Heiznetzwasserleitung verbundenen kommunizierenden Röhre angeordnet sein.

Die erfindungsgemäße Druckhaltung ermöglicht damit den Einsatz von Wasserdampf als Druckhaltemedium auch in Warmwasser- und Niedertemperaturheizkreislaufen.

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f) Ausführungsbeispiel q

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden· Dazu zeigen

Fig. 1 ein Dr uckhaltegefäß mit im Inneren angeordneter Heizeinrichtung (Beispiel 1)

Fig» 2 ein Druckhaltegefäß mit zugeordneter Heizeinrichtung (Beispiel 2)*

Beispiel 1.

Die Heizeinrichtung 2 im Inneren des Druckhaltegefäßes 1 besteht aus. einem oder mehreren wärmeisolierten, oben offenen Rohren 11, die unterhalb des minimalen Wasserstandes 8 mit Öffnungen 12 für den Wasserzufluß versehen sind_} mit je einer oder mehreren Heizpatronen.für die elektrische Heizung. Die Heizpatronen 15 sind unterhalb des minimalen Wasserstandes 8 angeordnet. Das durch die Öffnungen 12 einströmende Wasser wird durch die Heizpatronen tg erwärmt, so daß; an der Wasseroberfläche im Inneren des Doppelmantelrohres 11 Verdampfung eintritt· Die Steuerung der Heizung erfolgt über das Kontaktmanometer 7 und die Meßleitung 6. Die Anordnung mehrerer Rohre 11 mit Heizpatronen 13 bzw» mehrerer Heizpatronen 13 in einem Rohr 11 gewährleistet eine druckabhängige Leistungsregelung für die Heizung durch Ab- bzw. Zuschalten der Heizpatronen 12. Durch die Wärmeisolierung 14 des Rohres 11 wird die Wärmeübertragung von dem im Siedezustand befindlichen Wasser im Inneren des Rohres 11 zu dem umgebenden Wasser im Druckhal tegefäß 1 eingeschränkt und die für die Verdampfung des Wassers im Inneren des Rohres 11 notwendige Energiezufuhr vermindert. Die Isolierung des Druckhaltegefäßes 1 dient der Verringerung der Wärmeabfuhr an die Umgebung«,.

Die Heizeinrichtung 2 ist außerhalb des Druckhaltegefäßes 1 angeordnet» In ihr ist eine Heizpatrone mit einer Leistung von 5 kW und eine mit 1 kW ins talÜerto Die größere Leistung ist für die Inbetriebsetzung der Druckhalteeinrichtung und die kleinere Lei-

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stung für den Dauerbetrieb erforderlich. Die Heizpatronen sind in einer Röhre installiert, die durch eine Verbindungsleitung 3 mit dem Raum des Druckhaltegefäßes oberhalb des maximalen Wasserstandes 9 und der Netzwasserleitung 4, die unterhalb des minimalen Wasserstandes 8 angeordnet ist, nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren in Verbindung steht. Die Isolierung dies Druckhaltegefäßes 1, der Heizeinrichtung 2 und der Dampfleitung 3 dient zur Verringerung der Wärmeverluste an die Umgebung* Durch die Zuführung von elektrischer Leistung wird in dem Röhrensystem 2 und 3 von der tiefsten Stelle des Heizsystems und dem minimalen Wasserstand Wasser mit Sie dezustand erzeugt© Der dabei entstehende Dampf steht mit dem Wasser im Druckhaltegefäß 1 in Verbindung. Während des Inbetriebsetzungsvorganges muß die größere elektrische Leistung zugeführt werden, weil die Wandungen des Druckhaltegefäßes 1, der Heizeinrichtung 2, der Dampfleitung 2 und die Grenzfläche des Wassers zunächst Umgebungatemperaturen aufweisen«. Nach Erreichen des Siede zustande s an der Grenzfläche des Wasserstandes im Druckhaltegefäß 1 kann auf die kleinere Heizleistung manuell oder automatisch umgeschalte t; werden. Die Steuerung der Heizpatronen erfolgt über ein Kontaktmanometer. 7, das über die Meßleitung 6 die Energiezufuhr bewirkt.

Claims

239240 0 Erfindungsansprucbi

1. Statische Druckhaltung für Heizwassersysteme, vorzugsweise Warmwasser- und Niedertemperaturheizkreisläufe, mit Wasserdampf als Polstermedium, gekennzeichnet dadurch, daß einem an sich bekannten geschlossenen DruckhaltegefSß (1) eine zur Dampferzeugung geeignete elektrische Heizeinrichtung (2) unterhalb des minimalen Wasserstandes (8) zugeordnet ist«

2. Statische Druckhaltung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß das Druckhaltegefäß (1) und die Heizeinrichtung (2) durch eine Meßleitung (6) mit Kontaktmanometer (7) verbunden sind.

3« Statische Druckhaltung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Heizeinrichtung (2) im Inneren des Druckhaltegefäßes. (1) angeordnet ist₀

Statische Druckhaltung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Heizeinrichtung (2) im Inneren einer, mit dem Druckhaltegefäß (1) über eine Dampfleitung (3) und eine Heiznetzwasserleitung (4) verbundenen kommunizierenden Röhre (5) angeordnet ist.

- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -