DD277109A1 - Schaltungsanordnung zur steuerung von umwaelzpumpen fuer heisswasser- und fernwaermenetze - Google Patents

Abstract

Die erfindungsgemaesse Schaltanordnung ist in Heisswasser-Fernwaermenetzen anzuwenden, in denen fuer die Umwaelzung des Heisswassers als Waermetraeger mehrere, nicht regelbare Umwaelzpumpen vorgesehen sind. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bezueglich Foerderhoehe und Foerdervolumen in Gruppen gestaffelte Umwaelzpumpen vorgesehen sind, die fuer den Einzelbetrieb durch Differenzdruckgeber, Regler und Steuerteil ansteuerbar sind.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist hauptsächlich in der hydraulischen Fernwärmeversorgung von betrieblichen ode' kommunalen Einrichtungen oder anderen weitabliegenden Wärmeverbrauchern mit großen Volumenströmen anzuwenden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die an einem Fernwärmenetz angeschlossenen Wärmeverbraucher passen ihren Verbrauch durch Beeinflussung des Mengenstromea oder des Temperaturniveaus von Heißwasser an. Die Beeinflussung des Mengenstromes an Heißwasser ist gegenüber der anderen Beeinflussungsart die zweckmäßigste, weil dabei nur soviel Heißwasser in den Umlauf gesetzt wird wie Wärmemenge vom Verbraucher abgenommen wird.

Im allgemeinen läßt sich der Mengenstrom unter Berücksichtigung der fördernden Pumpe relativ gut durch eine entsprechend anpassende Drehzahländerung der Pumpe ausregulieren bzw. ansteuern. Allerdings ist dazu der anlagentechnische Aufwand erheblich, bedingt durch die Kompliziertheit des Antriebsmittels, zumal zur Funktion des Fernwärmenetzes neben einer solch ι Förderpumpe noch eine Ersatzpumpe für den Notiu!¹ vorrätig sein muß.

Eine weitere Möglichkeit der Mengenbeeinflussung an Heißwasser ist gegeben durch eine Drosselregelung oder Bypaßregelung dar fördernden Pumpe. Nachteilig ist dabei der relativ hohe Energieverlust während der Pumparbeit.

Andere Arten zur Mengenstrombeeinflussung, wie z. B. die Leerlaufregelung und die Aussetzerregelung, sind für eine kontinuierliche Betriebsweise eines auf Heißwasser basierenden FernwärmonetzHs nicht ökonomisch.

Es ist bekannt, zur Beeinflussung des Mengenstromes an Heißwasser mehrere Förderpumpen parallel zu schalten. Eine Erhöhung des Förderdruckes an Heißwasser läßt sich analog dazu du ι ch Reihenschaltung der Förderpumpen erreichen (Fachkunde für Wärrr.enetzmonteure, Autoic^ollflktiv, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1979, S. 104).

Nach dem Buch von K. Hakanuson „Handbuch der Fernwärmepraxis", Vulkan-Verlag Essen 1982, ist es auch bekannt, für kleinere Fernwärmeversorgungsnetze für jeweils einen Heizungsstrang zwei Pumpen einzusetzen, und zwar eine Pumpe für den maximalen Wärmebedarf und die andere Pumpe für den lastschwachen Wärmebedarf.

Es ist auch allgemein bekannt, daß die Fernwärmeverbraucher ihren Wärmebedarf mit oder ohne Wärmetauscher durch eine regeltechnische Netzanpassur>q (Drosselung des ankommenden Heißwassers in Abi ingigkeit vom Wärmebedarf) auskoppeln.

Ziel der Erfindung

Ausgehend von den Mängeln am Stand der Technik ist es Ziel der Erfindung, den anlagentechnischen Aufwand an Umwälzpumpen bei einem Heißwasser-Fernwärmenetz mit hydraulischer Ne!zanpassung zu senken und gleichzeitig Energieverluste abzuwenden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Entsprechend der Zielstellung galt es die technische Aufgabe zu lösen, den Fördorstrom für das Heißwasser durch eine Pumpstation von mehreren nicht regelbaren Pumpen zu realisieren und diese Pumpen automatisch im Einzelbetrieb anzusteuorti.

Die technische Aufgabe ist orfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

- Es sind mehrere Gruppen von Umwälzpumpen mit abgestuftem Maximalförderdruck vorgesehen, wobei innerhalb einer jeden Gruppe die Umwälzpumpen abgestufte Maximalförderströme besitzen.

- In Abhängigkeit vom Wärmeverbrauch ist in der Regel nur eine Umwälzpumpe mit angepaßten Parametern von Förderstrom und -druck ins Fernwärmenetz geschaltet.

- Über die verbraucherseitige Leistungsregelung hinaus steht ein von der Abweichung des vorgegebenen Differenzdruckes im Fernwärmenetz beeinflußter Regler mit einem Strömungsventil im Vorlauf des Fernwärmenetzes in Wirkverbindung.

- Ein von der Hubhöhe des Strömungsventils abhängiges Signal steht über einen Grenzwertmelder mit einem Schaltglied für die Umschaltung auf eine andere Umwälzpumpe innerhalb der gleichen Gruppe in Wirkverbindung.

- Jedor Umwälzpumpe ist ein Differenzdruckgebergrenzwert zugeschaltet, und derjenige Differenzdruckgeber der gerade im Betrieb befindlichen Umwälzpumpe steht gleichermaßen über den Regler mit dem Strömungsventil in der Weise in Wirkverbindung, daß bei Über- oder Unterschreitung des Differenzdruck-Grenzwertes eine Umschaltung auf eine Umwälzpumpe der anderen Gruppe mit höherem bzw. niederem Maximalforderdruck erfolgt.

Aufgrund der orfindunsgemäßen Schaltungsanordnung wird es nunmehr möglich, mit Hilfe mehrerer nicht regelbarer Umwälzpumpen den anlagnntechnischen Aufwand gegenüber einer drehzahlgeregelten Umwälzpumpe nebst einer entsprechenden Ersatz-Umwälzpumpe zu senken und unter Wahrnehmung geeigneter Regeltechnik des Fernwärmenetz dennoch so verlustarm zu fahren, wie bei den mit drehzahlgeregelten Umwälzpumpen betriebenen Fernwärmenetzen.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Schaltanordnung !st nachstehend anhand zweier Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine prinzipielle Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung Fig.2: ein Pumpenkennfeld.

Fig. 1 stellt dar, daß auf der Verbraucherseite des Fernwärmenetzes liegende Kreislaufsystem mit der Vorlaufleitung 1, dem Wärmeverbraucher 2 und der Rücklaufleitung 3. Zwischen der Vorlaufleitung 1 und der Rücklaufleitung 3 befindet sich ein Differenzdruckgeber 4, dessen Werte auf einen Regler 8 eingehen. Der Regler 8 seinerseits beeinflußt ein in der Rücklaufleitung 3 eingebunden as Regelventil 5 und ein Steuerteil 6. Das Steuerteil 6 wiederum schaltet in diesem Beispiel fünf auf der Rücklauflei mg 3 parallel angeordnete Umwälzpumpen 7.1; 7.2; 7.3; 7.4; 7.5 einzeln zu oder ab. Jede di>r Umwälzpumpen 7.1; 7.2; 7.3; 7.4; 7.5 besitzt ein eigenes Pumpenkennfeld (Figur 2) mit einem solchen Verhalten der Förderhöhe H über dem Volumenstrom V, daß nach diesem Ausführungsbeispiel eine Gruppe (Umwälzpumpe 7.1; 7.2; 7.3) davon bei etwa gleichem Förderdruck H) einen von Umwälzpumpe?. 1 zu Umwälzpumpe 7.3 stufenweise zunehmenden Förderstrom V,; V₂; V3 aufweisen, während die andere Gruppe (Umwälzpumpe 7.4; 7.5) einen etwa gleichen aber wesentlich höheren Förderdruck H₂ bei einem Volumenstrom zwischen V₁ und V₂, ähnlich wie bei der ersten Gruppe, aufzubringen vermag.

Das technologische Problem im Ausführungsbeispiel besteht nunmehr darin, daß einerseits verschiedene Volumenströme, je nach Wärmebedarf vom Verbraucher 2 zi' ealisieren sind, andererseits der Rücklaufdruck zwei Druckwerte annehmen kann, so daß zwei verschiedene Förderhöhen durch die Umwälzpumpen allgemein realisiert werden müssen. Zur Realisierung der zwei unterschiedlichen Förderhöhen dienen die zwei Gruppen von Umwälzpumpen 7.1; 7.2; 7.3 bzw. 7.4; 7.5. Zwischen dem Differenzdruckgeber 4 und dem Regelventil 5 besteht die Wirkvorbindung derart, daß über das Steuerregime des Steuerteiles 6 bei unterer Hubstellung die nächst kleinere Umwälzpumpe zugeschalten wird (Umwälzpumpe 7.5 auf Umwälzpumpe 7.4 bzw. Umwälzpumpe 7.3 auf Umwälzpumpe 7.2 bzw. Umwälzpumpe 7.2 auf Umwälzpumpe 7.1), während bei oberer Hubstellung die jeweils größere Umwälzpumpe eingeschalten wird (7.4 auf 7.5), wobei die vorher in Betrieb befindliche Umwälzpumpe vom Netz getrennt wird, so daß sich immer nur eine Umwälzpumpe in Betrieb befindet. Beim Abschalten der Umwälzpumpen verhält es sich umgekehrt.

Der ökonomische Nutzen resultiert so aus der Einsparung der aufwendigen Automatisierungsoinnchtung für drehzahlgeregelte Umwälzpumpen.

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung zur Steuerung von Umwälzpumpen für Heißwasser-Fernwärmenetze, wobei mehrere, nicht r. gelbare Umwälzpumpen unabhängig von der internen Lastanpassung durch den Verbraucher vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von Umwälzpumpen (7.1; 7.2; 7.3 bzw. 7.4; 7.5) mit von Gruppe zu Gruppe abgestuften Förderhöhen (H₁; H₂) und innerhalb jeder Gruppe mit abgestuften Fördervoiumen (V₁; V₂) vorgesehen sind, daß über die verbraucherseitige Leistungsregelung hinaus ein von einem Differenzdruckgeber (4) im Fernwärmenetz beeinflußter Regler (8) mit einem Regelventil (5) in der Rücklaufleitung (3) des Fernwärmenetzes vorgesehen ist und daß ein von der Hubhöhe des Regelventils (5) gebildetes Signal mit einem Steuerteil (6) derart in Wirkverbindung steht, daß bei Über- oder Unterschreitung des Differenzdruck-Grenzwertes eine Umschaltung auf eine andere Umwälzpumpe (7.1; 7.2; 7.3 bzw. 7.4; 7.5) innerhalb der gleichen Gruppe oder auf eine Umwälzpumpe (7.1; 7.2; 7.3 bzw. 7.4; 7.5) der anderen Gruppe erfolgt.

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