DD263110A1 - System zur fernwaermeversorgung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Fernwaermeversorgung von Wohngebaeuden mit Raumwaerme und Warmwasser. Ziel der Erfindung ist es, eine Kopplung zwischen Waermequelle und Waermeverbraucher zu schaffen, um die sonst ueblichen Gebaeuderegel- und Netzregelstationen fuer die Raumheizung und Warmwasserbereitung einzusparen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fernwaermesystem fuer Raumheizung und Warmwasserheizung zu entwickeln, bei dem die Waerme unabhaengig von der Hoehe der Medienparameter am Ort der Nutzung in den Raumheizungskreis uebergeben und die Warmwasserbereitung fuer die vertikal uebereinander angeordneten Wohnungen ausgelegt wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass jeder Versorgungseinheit eine Anschlussstation, vorzugsweise Wohnungsanschlussstation mit einem Waermeuebertrager vorgeschaltet ist. In der Primaerruecklaufleitung dieser Wohnungsanschlussstation ist ein Magnetventil angeordnet, das mit einem Raumtemperaturregler gekoppelt ist. In der Primaervorlaufleitung der Wohnungsanschlussstation ist eine Drosseleinrichtung angeordnet. Zur Sicherheitskomplettierung sind zwei Temperaturfuehler angeordnet, die mit dem Magnetventil gekoppelt sind. Ein Temperaturfuehler ist als Schalter gegen Sieden im Wohnungskreislauf so angeordnet, dass er die sekundaerseitige Vorlauftemperatur erfasst, waehrend der andere Temperaturfuehler gegen Waermeuebertragerdefekt ausserdem noch mit einem Strangmagnetventil gekoppelt ist und somit die Strangabschaltung und die ruecklaufseitige Abschaltung der Wohnungsanschlussstation im Havariefall bewirkt. Parallel zur Strangvorlaufleitung mit dem Strangmagnetventil befindet sich eine zweite Vorlaufleitung mit dem Sicherheitsmagnetventil, die zum Waermeuebertrager fuer die Warmwassernachwaermung fuehrt, in dessen Warmwasserabgangsleitung ein Temperaturmessglied mit Oberwert- und Unterwertkontakten angeordnet ist, wobei bei Unterwert das Strangmagnetventil schliesst (Vorrang) und bei Oberwert das Sicherheitsmagnetventil schliesst.

Description

notwendigen horizontalen Warmwasserversorgungs- und -Zirkulationsleitung sehr aufwendig und infolge Inkrustation und Korrosion im Laufe der Lebensdauer einer Hausanschlußstation mehrere Male auszuwechseln. Für Einzelkesselanlagen sind Lösungen bekannt, analog DE-OS 2450689, bei der der über den Radiatorkreis strömende Wärmeträger im Kreislauf über einen Wärmeübertrager geführt wird, der heizseitig vom Wärmeträger des Heizkesselkreislaufes durchströmt wird. Für den Anschluß an große Systeme der Femwärmeversorgung mit den ihnen eigenen hohen Druck- und Temperaturparametern und den daraus folgenden Ansprüchen an Regelungs- und Sicherheitstechnik läßt sich die vorgenannte Erfindung jedoch nicht anwenden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine direkte Kopplung zwischen Wärmequelle und Wärmeverbraucher zu schaffen, um die sonst üblichen Gebäuderegelstationen, z. B. Hausanschlußstationen, für die Raumheizung und Warmwasserbereitung einzusparen. Des weiteren werden Überheizungen einzelner Wohnungsteiie in den bauphysikalisch oder anlagentechnisch benachteiligten . Wohnungen vermieden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fernwärmesystem für Raumheizung und Warmwasserbereitung zu entwickeln, bei dem ohne Zwischenschaltung von Netzstationen die Wärme unabhängig von der Höhe der Medienparameter am Ort der Nutzung in den Raumheizungskreis übergeben wird und die Warmwasserbereitung für die vertikal übereinander angeordneten Wohnungen eines oder zwei benachbarter Stränge in der Größenordnung von 10 Wohnungseinheiten ausgelegt wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem jeder Versorgungseinheit, z. B. Wohnungseinheit, ein unmittelbar am Wärmeträgerversorgungsstrang angeordneter Wärmeübertrager 13 zugeordnet ist, der den Wärmeträgerkreislauf der Wärmequelle vom Wohnungskreislauf hydraulisch trennt. Der Wohnungskreislauf ist als offenes System ausgebildet und ist somit drucklos. Auf der Wärmeträgerseite der Wärmequelle ist der Wärmeübertrager 13 in der Nenndruckstufe des Fernwärmenetzes ausgelegt, so daß sich Druckreduzierungen auf der Vorlaufstrecke zwischen Wärmequelle und Wärmeübertrager 13 erübrigen.

Erfindungsgemäß ist zur Regelung der Wohnraumbeheizung auf der Wärmeträgerrücklaufseite des Wärmeübertragers 13 ein Magnetventil 19 angeordnet, das über einen Raumtemperaturregler 37 gesteuert wird. Innerhalb einer vorgegebenen Toleranzbreite schaltet der Raumtemperaturregler 37 in Abhängigkeit der Raumtemperatur eines oder mehrerer Räume den Wärmeträgerstrom auf Durchfluß- oder auf Ruhezustand. Auf Grund der Abhängigkeit der Schaltstellung des Magnetventils 19 von der Raumtemperatur besteht die Möglichkeit, daß bei anstehender Primärwärmeträger-Vorlauftemperatur größer 100°C der Wohnungskreislaufvorlauf, dter voraussetzungsgemäß geringfügig über Atmosphärendruck beaufschlagt ist, den Siedepunkt erreicht. Um dieses zu verhindern, wird, z. B. durch einen Temperaturfühler 18, unmittelbar am sekundären Wärmeträgeraustritt des Wärmeübertragers 13 die dort anstehende Temperatur überwacht und im Falle der Höchstvorlauftemperatur-Überschreitung von z.B. 90⁰C das Magnetventil 19 im Primärrücklauf der Wohnungsanschlußstation geschlossen. Obwohl der Wärmeübertrager als Trennfläche zwischen dem Hochdruckprimärsystem und dem drucklosen Wohnungskreisiauf in der Nenndruckstufe des erstgenannten ausgelegt ist, muß Vorsorge gegen den Bruch des das Primärmedium führenden Wärmeübertragerkörpers getroffen werden. Da der Wärmeübertrager 13 konstruktiv in der Vorzugslösung als Doppelrohr-Wärmeübertrager ausgeführt wird, bei dem das Primärmedium im Innenrohr strömt, würde bei einem Bruch des Innenrohres das Primärmedium in das Außenrohr gelangen und von dort in das vertikal über dem Wärmeübertrager 13 angeordnete Ausdehnungsgefäß 14, das über eine Überlaufleitung 21 mit der freien Atmosphäre in Verbindung steht. In dieser Überlaufleitung 21 befindet sich ein zweiter Temperaturfühler 20, der die sofort auftretende Temperaturüberschreitung in der Überlaufleitung 21 beim zuvor geschilderten Mediumübertritt erfaßt und die Abschaltung der betreffenden Strangvorlaufleitung7 durch das Strangmagnetventil 12 bewirkt, das sich zentral noch vor der Anbindung der ersten Wohnungsanschlußstation 11 befindet. Gleichzeitig wird das Mangetventil 19 des betroffenen Wärmeübertragers 13 geschlossen. Aus Sicherheitsgründen werden alle Magnetventile 13 und 19 nach dem System Arbeitsstrom (stromlos geschlossen) ausgeführt.

Das Magnetventil 19 in der Primärrücklaufleitung, Wohnungsanschlußstation 10, schaltet demzufolge im Normalfall entsprechend den Regelungsbefehlen des Raumtemperaturreglers 37. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist dieser Regelungsfunktion die Siedetemperatursicherung übergeordnet, da diese unabhängig von der Regelungsanforderung die Schließstellung des Magnetventils 19 solange bewirkt, bis entsprechend einer vorgegebenen Abkühlungsdifferenz die Regelung wieder freigegeben wird. Die Bruchsicherung des Wärmeübertragers 13 mit dem damit verbundenen Medienübertritt wird also auf Grund des hohen Sicherheitsbedürfnisses, jedoch auch andererseits der Rarität des Ereignisses wegen, mit einer zentralen Strangvorlaufabschaltung gewichtet. Das gleichzeitige Absperren des Primärrücklaufes, Wohnungsanschlußstation 10, durch das Magnetventil 19 setzt somit den havarierten Wärmeübertrager 13 in den drucklosen Zustand. Die jeweils in den Ausdehnungsgefäßen 14zweckmäßigerweise als Überlaufleitungen 21 angeordneten Abströmleitungen münden in eine separate Strangüberlaufleitung 22, die die Aufgabe hat, für die Ableitung des bei Havarie eines Wärmeübertragers 13 übergetretenen Mediums zu sorgen. Diese Strangüberlaufleitung 22 kann über Dach bzw. in den Dachraum offen ausmünden, um eventuell anfallenden Wrasen gefahrlos abzuleiten. Die Quantität des eventuell bei Bruch des Wärmeübertragers 13 übertretenden Mediums während der Zeitspanne zwischen Bruchereignis und Konstatierung des Bruches durch den Temperaturfühler 20 in der Überlaufleitung 21 und der dadurch bewirkten Sicherheitsschließstellung des Strangmagnetventils 12 und des Magnetventils 19 des havarierten Wärmeübertragers 13 wird durch Anordnung einer zusätzlichen Drosseleinrichtung23 mindestens in der Primärvorlaufleitung 10 des Wärmeübertragers 13 minimiert. Bei der Bemessung dieser hydraulischen Bauelemente wird zugrunde gelegt, daß der Primärwärmeträgerstrom die Vorlauftemperatur der Wärmequelle, abgesehen von den unvermeidlichen Wärmeverlusten zwischen Wärmequelle und betrachteten Wärmeübertragern 13, besitzt und entsprechend der Auslegung des Wohnungskreislaufes ausgekühlt wird, wodurch sich extrem geringe Volumenströme primärseitig pro Versorgungseinheit ergeben.

In diesem System der Anordnung von vertikal übereinander angeordneten Wohnungsanschlußstationen 11 befindet sich jeweils sekundärseitig, also im umzuwälzenden Wohnungskreis, eine Pumpe 15, die im Vorlauf des Wohnungskreislaufes so angeordnet ist, daß ihre Saugseite unmittelbar mit dem Anbindungspunkt des Ausdehnungsgefäßes 14 verbunden ist, so daß der Wohnungskreislauf im Betrieb unter Überdruck gesetzt wird. Die Kopplung der lediglich mit einem Magnetventil 19 geregelten Wärmeübertrager 13 einer Versorgungseinheit mit einer beliebigen Wärmequelle setzt Vorkehrungen gegen das Übergreifen des primären Differenzdruckes des Fernwärmenetzes auf die oben beschriebenen Magnetventile 19voraus. Bekanntlich bestehen zwischen Vollast- und Teillastbetrieb eines großen Fernwärmenetzes auf Grund der unterschiedlichen Medienströme beträchtliche Unterschiede. Zum System der Kopplung zwischen Wärmequelle und Wärmeübertrager 13 der Versorgungseinheit gehört deshalb ein Differenzdruckregler 38 zur Differenzdruckbegrenzung, der zweckmäßigerweise am Gebäudeeingang installiert ist und für die gesamte nachfolgenden vertikalen Stränge ein annähernd konstantes Druckdifferenzpotential bewirkt. Dieser Differenzdruckregler 38 kann sowohl im Vorlauf als auch im Rücklauf angeordnet sein und kann zudem mit der zusätzlichen Aufgabe der Volumenstrombegrenzung kombiniert sein.

Der Zentralisierungsgrad der Warmwasserbereitung in einer Gebäudeeinheit hat auf das zuvor beschriebene System der Raumheizung keinen entscheidenden Einfluß. Die Warmwasserbereitung kann gebäudezentral-konzipiert sein, wobei horizontale Versorgungs- und Zirkulationsleitungen erforderlich sind. Die Anordnung der Warmwasserbereitung kann jedoch auch in der gleichen Versorgungsbreite erfolgen, wie die die Wohnungsanschlußstationen 11 versorgenden Strangleitungen 7, 8. In diesem Falle entfallen die beim Bau und Betrieb sehr aufwendigen horizontalen Warmwasserversorgungsleitungen. Die grundsätzliche Lösung ist selbstverständlich auch für zwei, gegebenenfalls drei benachbarte Stränge anwendbar. Die technische Lösung der Warmwassererzeugung geht von dem Vorhandensein des Strangmagnetventils 12 aus, dem hydraulisch parallel ein sogenanntes Sicherheitsmagnetventil 26 für die Warmwasserbereitungsstation geschaltet ist. Die Leitung mit dem Sicherheitsmagnetventil 26 führt zum Wärmeübertrager 33, der die Funktion der Warmwassemachwärmung hat, wobei zur Komplettierung dieses Systems ein weiterer Wärmeübertrager 32 mit der Funktion der Warmwasservorwärmung gehört, dem heizseitig das Rücklaufmedium der Wohnungsanschlußstation 11 über die Strangrücklaufleitung 8 zufließt. Zur Steuerung des bereits genannten Strangmagnetventils 12 und des Sicherheitsmagnetventils 26 dient ein Temperaturmeßglied 36 mit elektrischen Kontaktgebern mit Ober- und Unterwertsignalisation, das in der Warmwasseraustrittsleitung des Wärmeübertragers 33 für die Nachwärmung angeordnet ist. Bei Temperaturunterwert bewirkt das Temperaturmeßglied durch die elektrische Verbindung das Schließen des Strangmagnetventils 12. Dieser Fall tritt bei hoher Warmwasserbelastung auf und wird in der beschriebenen Art durch die Vorrangunterbrechung der Raumheizung realisiert. Bei Temperaturoberwert erfolgt als Sicherheitsabschaltung das Schließen des Sicherheitsmagnetventils 26, das ebenfalls durch eine elektrische Leitung mit dem Temperaturmeßglied 36 verbunden ist. Die Wärmebilanzierung bezüglich Warmwasserbereitung für den genannten Versorguangsbereich erfordert neben den bereits genannten Wärmeübertragern für Vor- und Nachwärmung 32,33 zusätzlich einen Warmwasserspeicher 35, der hydraulisch parallel zu den Wärmeübertragern 32,33 angeordnet ist. Die notwendige Zirkulationspumpe 34 muß dabei in diesem System so installiert sein, daß sie die Durchflußmenge durch die WärmeübertrageV32,33 erfaßt, ζ. B. in der Warmwasseraustrittsleitung zwischen Wärmeübertrager 33 für die Nachwärmung und Speicher 35. Mit dem Anschluß der Warmwasserstrangleitung 28 an den Speicher 35 und der Zirkulationsstrangleitung 29 an die Kaltwasserleitung 27 vor Eintritt in den Wärmeübertrager 32 für die Vorwärmung erfüllt die Zirkulationspumpe 34 zwei Funktionen. Erstens die Kompensation des Druckverlustes beim Durchströmen des aufzuwärmenden Wassers durch die Wärmeübertrager 32,33 bei der Vor- und Nachwärmung und zweitens die Zirkulation des Warmwassers über die Warmwasser- und Zirkulationsstrangleitungen 28,29. Die Eigenständigkeit des zuvor beschriebenen Systems der Raumheizungsversorgung durch Wohnungsanschlußstationen 11 wird noch dadurch unterstrichen, daß die Lösung auch für Objekte ohne zentrale Warmwasserbereitung, z. B. für zu rekonstruierende Objekte, anwendbar ist. Die Hauptvorteile des beschriebenen Systems der Raumheizung sind:

— Auslegung des Kreislaufsystems Wärmequelle-Wärmeübertrager 13 der Versorgungseinheit mit maximaler Temperaturspreizung, dadurch Minimierung der Rohrdurchmesser, folglich Senkung der Investitionskosten;

— der Wohnungskreislauf ist praktisch drucklos, wodurch sich Einsparungseffekte bei den Raumheizflächen ergeben;

— die auf die Versorgungseinheit bezogene Raumwärmeregelung mit ihrem höheren Grad an Differenziertheit gegenüber der gebäudezentralen Regelung und der Erfassung der inneren und äußeren Wärmequellen läßt eine Energieeinsparung mindestens in der Größenordnung der bisher üblichen Raumtemperaturtoleranzen erwarten.

— Möglichkeit der wohnungsweisen Wärmeenergieabrechnung und Stimulierung; hierbei kann von der volumenstromabhängigen Stromaufnahme der Wohnungsumwälzpumpe zur Erfassung des Volumenstromes Gebrauch gemacht werden, um durch Multiplikation mit der Temperaturdifferenz des Wohnungskreislaufes auf die verbrauchte Wärmemenge zu schließen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1: die Prinzipanordnung der Wärmequelle der Transitleitung und des nachfolgenden Verteilungsnetzes Fig. 2: die Darstellung des Gebäudeanschlusses mit Differenzdruckregler zur Differenzdruckbegrenzung zwischen Gebäudevorlauf- und -rücklaufleitung

Fig. 3: das Prinzipschaltbild der vertikalen Strangvorlauf-und-rücklauf leitungen mit Anschluß der Wohnungsanschlußstationen Fig.4: die schalttechnische Darstellung der Wohnungsanschlußstation mit elektrischer Kopplung des Strangmagnetventils Fig. 5: das Beispiel einer konstruktiven Umsetzung der Wohnungsanschlußstation Fig. 6: die Schaltungsanordnung der strangzentralen Warmwasserbereitung mit Strangvorlauf- und -rücklaufleitung zum Anschluß der Wohnungsanschlußstation

In den Fig. 1 bis 3 ist das erfindungsgemäße System zur Fernwärmeversorgung von Wohnungen o. ä. mit Raumwärme schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt die Wärmequelle, z. B. das Heizkraftwerk 1, und das danach folgende Verteilungsnetz, wobei der Leitungsabschnitt direkt am Heizkraftwerk 1 auch als Transitleitung 2 über große Entfernungen ausgebildet sein kann. Die Gebäudeanschlüsse, die ohne Zwischenschaltung von Wärmeübertragerstationen bzw. Druckreduzier-/Beimischstationen direkt mit dem Netz gekoppelt sind, werden als Netzvorlaufanschlußleitung 3 und Netzrücklaufanschlußleitung 4 bezeichnet.

In Fig.2 ist dann der Gebäudeanschluß mit der Gebäudevorlaufleitung 5 und der Gebäuderücklaufleitung 6 dargestellt. In dem Rücklaufabschnitt dieses Gebäudeanschlusses befindet sich ein Differenzdruckregler 38, der die Funktion hat, eine konstante Druckdifferenz zwischen Gebäudevorlaufleitung 5 und Gebäuderücklaufleitung 6 zu gewährleisten. Als zusätzliche Funktion kann-diesem Regierauch die Volumenstrombegrenzung übertragen werden.

In Fig.3 sind die an die Gebäudevorlaufleitung 5 und die Gebäuderücklaufleitung 6 angeschlossenen Leitungen Strangvorlaufleitung 7 und Strangrücklaufleitung 8 dargestellt. An diese vertikalen Leitungen, die üblicherweise in Rohrschächten verlegt werden, sind etagenweise die Wohnungsanschlüsse Primärvorlaufleitung WAST 9, Primärrücklaufleitung WAST10, ausgeführt, an die jeweils die Wohnungsanschlußstation 11 angekoppelt ist. Zum System gehört, daß der vertikale Strangvorlaufleitung 7 ein Strangmagnetventil 12 vorgeschaltet ist, das jeweils durch Kabel mit den in den Wohnungsanschlußstationen 11 angeordneten Temperaturfühlern 20 zur Sicherheitsabschaltung verbunden ist. Das funktionell Zusammenspiel zeigt die schalttechnisch'e Darstellung der Wohnungsanschlußstation 11 in Fig.4. Die hydraulische Trennung un"d gleichzeitig die Wärmeübergabe bewirkt der wohnungsweise Wärmeübertrager 13, dersekundärseitig an seinem Vorlaufaustritt mit einem Abzweigstück verbunden ist, dessen eines Ende in das Ausdehnungsgefäß 14 mündet und dessen Abzweig mit der Saugseite der Pumpe 15 verbunden ist. Die Wohnungsheizungsanlage kann durch die Absperrorgane 16,17 abgestellt werden. In das vorgenannte Abzweigstück ragt der Temperaturfühler 18, der bei eingestelltem Oberwert, z.B. 90°C, die Abschaltung des Magnetventils 19 in der Primärrücklaufleitung 10 der Wohnungsanschlußstation 11 bewirkt. Nach Abkühlung um eine vorgegebene Schalttemperaturdifferenz wird die Heizungssperre wieder aufgehoben. In das Ausdehnungsgefäß 14 ist des weiteren ein weiterer Temperaturfühler 20 als Sicherheitsthermostatschalter gegen Medienübertritt bei Wärmeübertragerbruch integriert. Da bei dieser Havarie das Primärmedium in den Sekundärkreis übertritt und folglich die im Ausdehungsgefäß 14 installierte Überlaufleitung 21 und den darin installierten Temperaturfühler 20 auf den eingestellten Oberwert erhitzt, wodurch letzterer die Strangabschaltung über das Strangmagnetventil 12 bewirkt und gleichzeitig das Magnetventil 19 der Wohnungsanschlußstation 11 schließt. Die havarierte Wohnungsanschlußstation 11 und mit ihr alle weiteren am selben Strang installierten Wohnungsanschlußstationen 11 sind somit im vorliegenden Havariefall vom Primärnetz abgekoppelt, und zwar rücklaufseitig dadurch, daß vor der Einbindung der Strangrücklaufleitung 8 in die Gebäuderücklaufleitung 6 ein zusätzliches Rückschlagventil 39 gemäß Fig. 6 installiert ist. Das Überlaufmedium wird in eine Strangüberlaufleitung 22 eingeführt. Aus Fig. 4 ist erkennbar, daß durch die zusätzliche Drosseleinrichtung 23 in der Primärvorlaufleitung WAST 9 der Wohnungsanschlußstation 11 nur eine sehr kleine Primärmenge im Havariefall übertreten kann. Für den rücklaufseitigen Anschluß gilt das Gleiche, durch die entsprechende Dimensionierung des Magnetventils 19 und/oder durch die zusätzliche Anordnung einer Drpsselblende. Die in der Primärvorlaufleitung WAST9 und in der Primärrücklaufleitung WAST-10, siehe Fig.3 und Fig.4, angeordneten Absperrorgane 24,25 gestatten ein problemloses Auswechseln der gesamten Wohnungsanschlußstation 11.

Im folgenden soll das Funktionsprinzip erläutert werden. Der Wärmeträger wird durch die Wärmequelle, z. B. Heizkraftwerk, auf die Primärparameter Druck und Temperatur gebracht, die z. B. der Nenndruckstufe PN4 entsprechen. Die Transitleitung 2 und das übrige Verteilungssystem sind ebenfalls in dieser Nenndruckstufe ausgelegt. Das Medium tritt vorlaufseitig über die Netzvorlaufanschlußleitung 3 in das jeweilige Objekt und wird lediglich am Objekteingang vornehmlich im Rücklauf zwischen der Netzrücklaufanschlußleitung 4 und der Gebäuderücklaufleitung 6 auf einen konstanten Gebäudedifferenzdruck fixiert. Dessen Größenordnung liegt bei 50 bis 10OkPa. Auf Grund der Identität der Temperaturspreizung des Primärnetzes und des Gebäudenetzes ist durch entsprechende Durchmesserwahl der horizontalen Leitungen ein annähernd paralleles Druckschaubild für sämtliche vertikalen Stranganschlüsse realisierbar. Damit wird die Wärmeträgermenge primärseitig an jeder einzelnen Wohnungsanschlußstation 11 begrenzt. Die Limitierung des Wärmeträgers kann durch die Drosseleinrichtung 23 beeinflußt werden. Bei geöffnetem Magnetventil 19 erfolgt die Wärmeübergabe an den Wohnungskreislauf raumtemperaturgesteuert mit einem oder mehreren Raumtemperaturfühlern. Die einstellbaren Ober-/Unterwertgrenzen bewirken die AufVZuschalthandlung des Magnetventils 19 und damit eine periodische Beheizung mittels der Wärmeträgerauslegungsmenge. Dieser Regelung ist die Sicherung gegen Sieden überlagert. Ein solcher Fall kann eintreten, wenn starke Abweichungen vom Normalbetrieb vorliegen, z.B. bei lang anhaltender Fensterlüftung. Der Temperaturfühler 18 als Schalter gegen Sieden ist so angeordnet, daß er mit Sicherheit die sekundärseitige Vorlauftemperatur erfaßt. Der Temperaturfühler 20 als Sicherheitsschalter bewirkt die Strangabschaltung durch das Strangmagnetventil 12 und die rücklaufseitige Abschaltung der Wohnungsanschiußstation 11 durch das Magnetventil 19. Die Anordnung eines zentralen Strangmagnetventils 12 zur Netztrennung ist ökonomisch, da dieses den Temperatur- und Druckparametern des Wärmeträgervorlaufes entsprechen muß und andererseits die Strangabschaltung im Havariefall (Medienübertritt) als ein seltenes Ereignis einzustufen ist. Für die Auslegung des Magnetventils 19 der Wohnungsanschlußstation 11 gelten die Druckparameter des Primärnetzes, jedoch mit Sicherheit die Temperaturparameter im Warmwasserheizungsbereich. Die Priorität der Sicherheitsabschaltung ist auch im Falle der Funktionstüchtigkeit des Magnetventils 19 gewahrt, da ein sich daraus entwickelndes mögliches Überheizen des Sekundärmediums auch zur Dampfbildung führt, dessen Ableitung über die Überlaufleitung 21 die bereits beschriebene Sicherheitsabschaltung bewirkt. Die Wohnungsanschlußstation 11 ist gleichzeitig der höchste Punkt für den Wohnungskreislauf, wobei durch die Anordnung der Pumpe 15 im Vorlauf nach der Einbindung des Ausdehnungsgefäßes 14 stets Überdruck in den Heizflächen gewährleistet ist, Fig. 3. Eine mögliche konstruktive Umsetzung des Schaltprinzips der Wohnungsanschlußstation 11 gemäß Fig.4 zeigt Fig. 5, wobei der Wärmeübertrager 13 als Doppelrohrspiralkörper ausgebildet ist. Der dadurch entstehende Innenraum wird zur Aufnahme der Pumpe 15 genutzt, wobei die thermische Abschirmung de/ Pumpe durch eine entsprechende Wärmedämmung erfolgt. Die primärseitigen Anschlüsse sind mit dem Innenrohr verbunden. Die übrigen Schalt-bzw. Bauelemente sind in ihrer Anordnung aus Fig. 3,4 und 5 erkennbar. Die strangweise Raumwärmeversorgung über Wohnungsanschlußstationen 11 laßt sich sehr vorteilhaft mit der strangweisen Warmwasserversorgung koppeln, Fig. 6. Der Wärmebezug für die Warmwasserbereitung zur Nachwärmung durch den Wärmeübertrager 33 erfolgt über die gleiche Gebäudevorlaufleitung 5, an der auch die Strangvorlaufleitung 7 für die Raumheizung angeschlossen ist. Die Regelung des Wärmeübertragers 33 erfolgt üblicherweise, z. B. durch ein Thermoregelventil 30, während am Wärmeübertrager 32 zur Warmwasservorwärmung eine

Bypassregelung mittels Thermozweiwegeregelventil 31 vorgesehen ist, um eine Überwärmung des Warmwassers bei hohen Rücklauftemperaturen in der Strangrücklaufleitung 8 zu vermeiden. Die Zirkulation der Warmwasserstrangleitung 28 und Zirkulationsstrangleitung 29 sowie die Ladung des Speichers 35 erfolgt durch die Zirkulationspumpe 34. In der Warmwasserleitung zwischen Wärmeübertrager 33 für die Nachwärmung und Speicher 3§ befindet sich ein Temperaturmeßglied 36 mit elektrischer Kontaktgabe für einen einstellbaren Oberwert Bund Unterwert A. Beim Unterwert A, z.B. 40 °C, wird das Strangmagnetventil 12 geschlossen, womit der gesamte Heizmittelstrom zur Warmwassererwärmung zur Verfügung steht. Bei Oberwert B, z. B. 60⁰C, wird das Magnetventil 26 geschlossen und erfüllt somit eine Sicherheitsfunktion.

Claims (1)

1. System zur Fernwärmeversorgung von Wohngebäuden durch Wohnungsanschlußstationen zur Raumbeheizung mit jeder Wohnung zugeordnetem Wärmeübertrager, der primärseitig mit dem Wärmeträger des Fernheizwerkes gespeist wird und bei dem die Warmwasserbereitung für die am selben vertikalen Strang übereinander angeordneten Wohnungseinheiten konzipiert ist, gekennzeichnet dadurch, daß in der Primärrücklaufleitung Wohnungsanschlußstation (10) des Wärmeübertragers (13) ein Magnetventil (19) angeordnet ist, das mit einem Raumtemperaturregler(37) gekoppelt ist und in der Primärvorlaufleitung Wohnungsanschlußstation (9) des Wärmeübertragers (13) eine Drosseleinrichtung (23) angeordnet ist, daß zur Sicherheitskomplettierung erstens im sekundärseitigen Vorlauf des Wärmeübertragers (13) ein Temperaturfühler (18) eingebaut ist mit nachfolgend angeordneter Pumpe (15) und zweitens in der Strangüberlaufleitung (22) des Ausdehnungsgefäßes (14), welches unmittelbar am sekundärseitigen Wärmeübertrageraustritt eingebaut ist, der Temperaturfühler (20) installiert ist, wobei die Temperaturfühler (18) und (20) mit dem Magnetventil (19) gekoppelt sind, dagegen der Temperaturfühler (20) außerdem noch mit dem Strangmagnetventil (12) gekoppelt ist, das sich in der Strangvorlaufleitung (7) des vertikalen Stranges noch vor dem Anschluß der ersten bzw. untersten Wohnungsanschlußstation (11) befindet, wobei die Kopplung mit dem Strangmangetventil (12) für alle am selben Strang befindlichen Wohnungsanschlußstationen (11) ausgeführt ist und daß sich parallel zur Strangvorlaufleitung (7) mit dem Strangmagnetvöntil (12) eine zweite Vorlaufleitung mit dem Sicherheitsmagnetventii (26) befindet, die zum Wärmeübertrager (33), der als Nachwärmerfür die Gebrauchswarmwasserbereitung geschaltet ist und daß in dessen Warmwasserabgangsleitung mit der Zirkulationspumpe (34) ein Temperaturmeßglied (36) mit Temperaturoberwert- und -unterwertkontakten (A, B) angeordnet ist, das mit dem Sicherheitsmagnetventil (26) und Strangmagnetventil (12) gekoppelt ist und daß an gebäudezentraier Stelle, vorzugsweise zwischen Netzrücklaufanschlußleitung (4) und Gebäuderücklaufleitung (6), ein Differenzdruckregler (38) angeordnet ist, dessen Plusimpulsleitung mit der Gebäudevorlaufleitung (5) und dessen Minusimpulsleitung mit der Gebäuderücklauf leitung (6) verbunden sind. .

   Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Versorgung von Wohngebäuden mit Raumwärme und Warmwasser aus Fernwärmesystemen.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Bei den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Systemen der Fernwärmeversorgung für Raumheizung und Warmwasserversorgung im kommunalen Bereich, d.h. für große Wohngebäude, wird auf gebäudezentrale Stationen orientiert, die die Aufgabe haben, die Vorlauftemperatur der Gebäudeheizungsanlage dem Lastfall anzupassen, wobei Unterteilungen nach Nord-Süd-Fassaden verstärkt praktiziert oder automatische Heizkörperregulierventile, z. B. Thermostatventile, zusätzlich zur besseren Lastanpassung angeordnet werden. Diese Gebäudezentralen werden'sowohl mit Direkteinspeisung des Wärmeträgers aus dem Fernwärmenetz in die Gebäudeheiznetze als auch mit zwischengeschalteten Wärmeübertragern bei Unverträglichkeit der Druck-und/oder Temperaturparameter errichtet. Bei der genannten Unverträglichkeit werden auch Lösungen realisiert, bei denen komplexartig, z.B. für ein gesamtes Wohngebiet bzw. einen Fernwärmenetzabschnitt, zentrale Druckreouzier- und Beimischstationen oder Wärmeübertragerstationen installiert werden; denen dann jeweils in den Gebäuden Hausanschlußstationen nachgeschaltet werden. Derartige zentrale Lösungen werden z.B. in den Patentschriften DD-PS 131879 und DD-PS 160552 beschrieben.

   Für gebäudezentrale Hausanschlußstationen können die Patentschriften DD-PS 58169, DD-PS 79372 und DD-PS 204987 als Stand der Technik in Betracht gezogen werden.

   Die entscheidenden Nachteile der gebäudezentralen Hausanschlußstationen sind die grundsätzliche Reduzierung der Temperaturspreizung des Gebäudeheizungssystems gegenüber dem Fernheizungssystem und damit eine entsprechende notwendige Erhöhung der Rohrdurchmesser des Gebäudeheizungssystems. Des weiteren sind bei gebäudezentraler Vorlauftemperaturregelung infolge der objektbedingten Toleranzen Raumtemperaturdifferenzen unvermeidlich, die verbunden mit dem Ziel dergeforderten Mindestraumtemperaturen zu beträchtlichen Überheizungen einer bestimmten Anzahl von Wohnungen führen können. Hinzu kommt, daß bei den in Zukunft verstärkt zum Einsatz kommenden überregionalen Fernwärmesystemen, z. B. durch Wärmeauskopplung aus Kraftwerken mit den infolge großer Transitentfernungen bedingten hohen Druck- und Temperaturparametern, sehr aufwendige Netzstationen mit direkter und indirekter Wärmeübergabe zwecks Parameterredμzierung/-anpassung errichtet werden müssen. Bei der gebäudezentralen Warmwasserbereitung wird zwar, wie in der DD-PS 204987 dokumentiert, der positive Effekt des sinkenden Gleichzeitigkeitsfaktors genutzt, jedoch sind die