DD277109A1

DD277109A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR CONTROLLING CIRCULATION PUMPS FOR HOT WATER AND REMOTE WATER TERMINALS

Info

Publication number: DD277109A1
Application number: DD32190488A
Authority: DD
Inventors: Volker Brondke
Original assignee: Ve Kom Braunkohlenkraftwerke S
Priority date: 1988-11-17
Filing date: 1988-11-17
Publication date: 1990-03-21

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.The inventive switching arrangement is used in hot water district heating networks, in which several, non-controllable circulation pumps are provided for the circulation of the hot water as a heat carrier. The invention is characterized in that with respect to Foerderhoehe and Foerdervolumen staggered circulating pumps are provided which can be controlled for individual operation by differential pressure transducer, controller and control part.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung ist hauptsächlich in der hydraulischen Fernwärmeversorgung von betrieblichen ode' kommunalen Einrichtungen oder anderen weitabliegenden Wärmeverbrauchern mit großen Volumenströmen anzuwenden.The invention is primarily applicable to the district heating supply of utility or municipal or other large volume flow heat consumers.

Characteristic of the known state of the art

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.The heat consumers connected to a district heating network adjust their consumption by influencing the Mengenstromea or the temperature level of hot water. The influence of the flow rate of hot water is compared to the other influencing the most appropriate, because only as much hot water is put into circulation as heat is removed from the consumer.

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.In general, the flow rate can be relatively well adjusted or controlled by a correspondingly adaptive speed change of the pump, taking into account the promotional pump. However, to the plant technical effort is considerable, due to the complexity of the drive means, especially for the function of the district heating network in addition to such ι feed pump nor a replacement pump for the Notiu! ¹ must be in stock.

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.Another way of influencing the amount of hot water is given by a throttle control or by-pass control promotional pump. The disadvantage here is the relatively high energy loss during the pumping work.

Andere Arten zur Mengenstrombeeinflussung, wie z. B. die Leerlaufregelung und die Aussetzerregelung, sind für eine kontinuierliche Betriebsweise eines auf Heißwasser basierenden FernwärmonetzHs nicht ökonomisch.Other types of flow control, such. Idle control and misfire control are not economical for a continuous operation of a hot water based district heating network.

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).It is known to switch several feed pumps for influencing the flow rate of hot water in parallel. An increase in the delivery pressure of hot water can be achieved analogously to du ι ch series connection of the feed pumps (expertise for Wärrr.enetzmonteure, Autoic ollflktiv, VEB German publishing house for basic industry Leipzig 1979, p 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.According to the book by K. Hakanuson "Handbuch der Fernwärmepraxis", Vulkan-Verlag Essen 1982, it is also known to use for smaller district heating networks for each heating line two pumps, namely a pump for the maximum heat demand and the other pump for the low-load heat demand.

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.It is also well-known that district heating consumers can decouple their heat demand with or without a heat exchanger by means of a control network adaption> q (throttling of the incoming hot water as a function of the heat requirement).

Ziel der ErfindungObject of the invention

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.Based on the deficiencies in the prior art, it is the object of the invention to reduce the plant outlay on circulating pumps in a hot water district heating network with hydraulic Ne! Zanpassung and avert energy losses at the same time.

Explanation of the essence of the invention

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.According to the objective, it was the technical task to solve, to realize the Fördorstrom for the hot water through a pumping station of several non-controllable pumps and these pumps automatically zuzusteuorti in individual operation.

Die technische Aufgabe ist orfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:The technical problem is orfindungsgemäß solved by the following features:

- Es sind mehrere Gruppen von Umwälzpumpen mit abgestuftem Maximalförderdruck vorgesehen, wobei innerhalb einer jeden Gruppe die Umwälzpumpen abgestufte Maximalförderströme besitzen.- There are several groups of circulating pumps with graded maximum delivery pressure provided, within each group, the circulation pumps have graduated maximum flow rates.

- In Abhängigkeit vom Wärmeverbrauch ist in der Regel nur eine Umwälzpumpe mit angepaßten Parametern von Förderstrom und -druck ins Fernwärmenetz geschaltet.- Depending on the heat consumption is usually only one circulation pump with adjusted parameters of flow and pressure in the district heating network connected.

- 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.- In addition to the consumer-side power control is influenced by the deviation of the predetermined differential pressure in the district heating network controller with a flow valve in the flow of the district heating network in operative connection.

- 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.- A dependent of the lifting height of the flow valve signal is connected via a limit indicator with a switching element for switching to another circulating pump within the same group in operative connection.

- 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.- Each circulating pump is a Differenzdruckgebergrenzwert switched on, and that differential pressure transducer of the currently operating circulating pump is equally on the controller with the flow valve in operative connection that when over or under the differential pressure limit switching to a circulation pump of the other group higher or lower maximum request pressure.

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.Due to the orfindunsgemäßen circuitry, it is now possible with the help of several non-adjustable circulation pumps to reduce the investment technical effort against a variable speed circulation pump together with a corresponding replacement circulation pump and still drive under loss of appropriate control technology of the district heating network as low-loss as operated with speed-controlled circulation pumps district heating networks.

Ausführungsbeispielembodiment

Die erfindungsgemäße Schaltanordnung !st nachstehend anhand zweier Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe switching arrangement according to the invention! St below explained with reference to two figures of a drawing. Show it

Fig. 1: eine prinzipielle Darstellung der erfindungsgemäßen Schaltanordnung Fig.2: ein Pumpenkennfeld.Fig. 1: a schematic representation of the switching arrangement according to the invention Fig.2: a pump map.

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.Fig. 1 shows that lying on the consumer side of the district heating network circuit system with the flow line 1, the heat consumer 2 and the return line 3. Between the flow line 1 and the return line 3 is a differential pressure transducer 4, whose values are received by a controller 8. The controller 8 in turn affects one integrated in the return line 3 as control valve 5 and a control part 6. The control part 6 in turn switches in this example five on the Rücklauflei mg 3 arranged in parallel circulation pump 7.1; 7.2; 7.3; 7.4; 7.5 individually to or from. Each of the circulating pumps 7.1; 7.2; 7.3; 7.4; 7.5 has its own pump characteristic (Figure 2) with such a behavior of the head H above the flow rate V, that according to this embodiment, a group (circulating pump 7.1, 7.2, 7.3) thereof at about the same discharge pressure H) one of circulating pump. 1 to circulating pump 7.3 gradually increasing flow rate V ,; V ₂ ; V3, while the other group (circulating pump 7.4, 7.5) is able to apply an approximately equal but substantially higher delivery pressure H ₂ at a volumetric flow rate between V ₁ and V ₂ , similar to the first group.

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.The technological problem in the embodiment consists in the fact that on the one hand different volume flows, depending on the heat demand from the consumer 2 zi 'ealisieren, on the other hand, the return pressure can assume two pressure values, so that two different delivery heights must be generally realized by the circulation pumps. To realize the two different delivery heights serve the two groups of circulating pumps 7.1; 7.2; 7.3 or 7.4; 7.5. Between the differential pressure generator 4 and the control valve 5 is the Wirkvorbindung such that the next smaller circulation pump is switched on the control regime of the control part 6 at lower stroke position (circulation pump 7.5 on circulation pump 7.4 or circulation pump 7.3 on circulation pump 7.2 or circulating pump 7.2 on circulation pump 7.1) , while at the upper stroke position, the respective larger circulation pump is turned on (7.4 to 7.5), wherein the previously operating circulating pump is disconnected from the network, so that there is always only one circulation pump in operation. When switching off the circulation pump, it behaves vice versa.

Der ökonomische Nutzen resultiert so aus der Einsparung der aufwendigen Automatisierungsoinnchtung für drehzahlgeregelte Umwälzpumpen.The economic benefit thus results from the saving of complex automation for speed-controlled circulating pumps.

Claims

Circuit arrangement for controlling circulating pumps for hot water district heating networks, wherein several, not r. gelable circulating pumps are provided independently of the internal load adjustment by the consumer, characterized in that a plurality of groups of circulation pumps (7.1, 7.2, 7.3 or 7.4; 7.5) with graduated from group to group delivery heights (H ₁ ; H ₂ ) and within each Group are provided with graduated Fördervoiumen (V ₁ ; V ₂ ) that beyond the consumer-side power control one of a differential pressure transducer (4) in the district heating network influenced controller (8) is provided with a control valve (5) in the return line (3) of the district heating network and in that a signal formed by the lifting height of the control valve (5) is operatively connected to a control part (6) in such a way that switching to another circulating pump (7.1, 7.2, 7.3 or 7.4; 7.5) within the same group or to a circulating pump (7.1; 7.2; 7.3 or 7.4; 7.5) of the other group.

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