DD277738A1 - Ueberhitzungsschutz fuer kohlegefeuerte kessel von warmwasserpumpenheizanlagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist fuer kohlegefeuerte Kessel von Warmwasserpumpenheizungen, vorzugsweise fuer Anlagen zur Raumwaermeversorgung mit taeglich mehrstuendigem ueberwachungsfreien Betrieb anwendbar. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die bei Pumpenausfall stagnierende Umlaufkuehlung unter Nutzung eines Wasserversorgungsnetzes von einer Durchlaufkuehlung mit ueberlagertem Teilumlauf ersetzt wird. Fig. 1

Description

Auaführungsbeisplel

Die Erfindung soil nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. In Fig. 1 ist die den Kessel gegen Überhitzung schützende Anlage und deren Zusammenwirken mit der Heizungsanlage schematisch darstellt. Die Heizungsanlage besteht aus dem Kessel 1, der Umwälzpumpe 4 sowie dem Heizungsvorlauf 2 und dem Heizungsrücklauf 3, mit denen die Verbindung zu den Heizflächen hergestellt wird. Das normal dimensionierte Ausdehnungsgefäß 7 ist mit dem Sicherheitsrücklauf 6 und dem Sicherheitsvorlauf 5 in das Heizungssystem eingebunden. Der Sicherheitsüberlauf 8 ist hinter dem Geruchverschluß einer Küchenspüle 12 an die Abwasserleitung 13 angeschlossen. Im normalen Betrieb bewirkt der von der Pumpe 4 erzeugte Wasserkreislauf eine Zwangsumlaufkühlung der Kesselheizflächen. Bei Pumpenstillstand infolge Ausfalls der Stromversorgung stagniert der Wasserumlauf. Dadurch steigt die Temperatur des Wassers am Kesselaustritt, der Feuerungsregler 8 spricht an und schließt, wenn er funktiuniert, die an ihn mittels Kette 11 gehängte Luftklappe. Tritt der Störungsfall im Vollbrand des Füllschachtinhalts ein, beginnt der Wasserinhalt des Kessels trotz gedrosselter Luftzufuhr zu sieden und dampft über den Sicherheitsvorlauf aus. Wenn der Kessel nicht schon zum Siedebeginn durch Verdampfungsstöße zu Schaden kommt, besteht für die glutberührten Kesselheizflächen bei ausgedampftem Wasserinhalt akute Gefahr. Diese soll die Noteinspeisung aus der Trinkwasserleitung 14 entgegenwirken. Im Normalbetrieb sind die Schieber 22 und 20 geöffnet, das Magnetventil 15 und der Schieber 19 geschlossen. Der Ausfall der Netzstromversorgung führt zum Stillstand der Pumpe und gleichzeitig zum Öffnen des Magnetventils 15. Damit wird in den Heizungsrücklauf Kaltwasser eingespeist, und zwar in einem mittels Drosselventil 17 auf die Kesselleistung abgestimmten Mengenstrom. Die Strömungsenergie des Trinkwassers wird genutzt, um im Injektor 16 dem kalten Notspeisewasser warmes Kreislaufwasser zuzumischen, bevor es in den Kessel gelangt. Dieses läuft dem Injektor 16 über den Sicherheitsrucklauf 6 aus dem beheizten Ausdehnungsgefäß 7 zu, in das bei betätigter Noteinspeisung über den Sicherheitsvorlauf 5 heißes Vorlaufwasser strömt. Das überschüssige Wasser fließt über den Sicherheitsüberlauf 8 in die Abwasserleitung 13. In der beschriebenen Weise wird zum Schutz des Kessels vor Überhitzung eine Durchlaufkühlung mit überlagertem Teilumlauf als Ersatz für die normalerweise wirksame Zwangumlaufkühlung zustande gebracht. Das Ersatzsystem funktioniert, sofern seine Betriebsbereitschaft durch regelmäßige Kontrollen mittels der Stellglieder 15,19,20 gesichert wird, auch wenn der Feuerungsregler 10 bei voller Feuerungsleistung die Kluftklappe 9 nicht schnell oder nicht weit genug schließen sollte. Will man gegen die Auswirkungen des Netzstromatisfalls doppelte Sicherheit )der die Notspeisemenge nur auf gedrosselte Feuerungsleistung einregulieren, dann kann in die Reglerkette 11 noch zusätzlich ein elektrischer Magnethalter 23 eingehängt wer-- der bei Stromunterbrechung ein sofortiges Abfallen der Luftklappe 9 bewirkt.

Claims (1)

1. Überhitzungsschutz für kohlegefeuerte Kessel von Pumpenwasserheizungen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall der Netzstromversorgung für die Umwälzpumpe die dann stagnierende Zwangsumlaufkühlung der überhitzungsgefährdeten Kesselheizflächen ersatzweise von einer Durchlaufkühlung mit überlagertem Teilumlauf abgelöst wird, die durch Noteinspeisung aus dem Trinkwassernetz mittels des Magnetventils (15) und des Drosselventils (17) sowie des eine Notzirkulation, vorzugsweise über Sicherheitsvorlauf (5), Ausdehnungsgefäß (7) und Sicherheitsrücklauf (6), bewirkenden Injektors (16) zustande gebracht wird.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung ist für kohlegefeuerte Kessel von Warmwasserpumpenheizungen, vorzugsweise tür Anlagen zur Raumwärmeversorgung mit täglich mehrstündigem überwachungsfreien Betrieb anwendbar.

   Charakteristik dor bekannten technischen Lösungen

   Thermisch stark belastete Heizflächen von Kesseln in Pumpenwarmwasserheizungen bedürfen bei Ausfall der Stromversorgung für die Umwälzpumpe eines Überhitzungsschutzes. Dieser wird in öl- und gasgefeuerten Anlagen durch Abschaltautomatiken zur Unterbrechung der Brennstoffzufuhr gewährleistet. Dagegen bieten kohlegefeuerte Anlagen nur die Möglichkeit, durch Drosselung der Luftzufuhr die Feuerungsleistung abzusenken. Diese Mitnahme wirkt mit erheblicher Verzögerung und nicht sicher genug. Deshalb ist auch nach dem Pumpenausfall noch für längere Zeit im Breich glutberührter Heizflächenpartien des Kessels eine intensive Kühlung und im Extremfall bis zum Abbrand des gesamten Füllschachtinhalts eine ausreichende Wärmeabfuhr an das Heizwasser erforderlich, damit thermisch bedingte Kesselschäden verhütet werden. Zur Aufrechterhaltung des Wasserumlaufs bei Stromausfall wurde vorgeschlagen, den Pumpenantrieb ersatzweise mit Verbrennungsmotoren direkt oder über Notstromgeneratoren sicherzustellen. Nach DD-WP 221819 soll die Pumpe mit einem Wassermotor, der die potentielle Energie eines Versorgungsnetzes in Antriebsenergie umwandelt, gekoppelt werden. Derartige Vorstellungen haben sich in der Praxis, von Ausnahmen abgesehen, aus Gründen des hohen anlagentechnischen Aufwandes bzw. der NichtVerfügbarkeit des Antriebsaggregates nicht durchgesetzt. Deshalb schreiben die Kesselhersteller in den Betriebsanleitungen bei akuter Schadensgefahr für die Heizflächen infolge Pumpenausfalls das Entfernen der Glut aus dem Feuerraum vor. Dem kann der Kesselwärter einer ständig überwachten Anlage in gesonderten Aufstellungsräumen mit betoniertem Heizerstand Folge leisten. Bei Kesseln von Etagenheizungen jedoch ist diese Vorschrift in Anbetracht der damit verbundenen Brand- und Verbrennungsgefahr für den Betreiber unzumutbar. Eine Sicherheitseinrichtung nach DD-WP 214190, bestehend aus einem zusätzlichen, indirekt beheizten und zu zwei Dritteln mit Wasser¹ gefüllten großen Behaltet, eus dem im Störungsfall durch Druckgas-, Druckluft- oder Druckwasserauflastung über den Heizungsrücklauf eine Speisung das Kessels zur Notkühlung erfolgen soll, kommt für Etagenheizungen vor allem aus Platzgründen nicht in Frage. Aber auch hinsichtlich des beaufsichtigungsfreien Betriebes bestehen gegen diese Lösung Bedenken, weil bei Eintritt des Störungsfalles im Anheizzustand mit noch nicht wieder erwärmten Notkühlvorrat in den Kessel u. U. bei voller Feuerungsleistung längere Zeit kaltes Wasser eingespeist würde. Zur Selbstinstallation geeignete komplette Pumpenetagenheizungen werden lieferseitig mit einem so groß bemessenen Ausdehnungsgefäß ausgestattet, daß von dort bei Pumpenausfall, erforderlichenfalls bis zum Abbrand des gesamten Füllschachtinhalts, Wasser für eine Verdampfungsnotkühlung nachlaufen kann. Diese Lösung schützt den Kessel allerdings nur dann sicher vor Beschädigung, wenn der vorlauftemperaturgesteuerte Feuerungsregler die Luftklappe schnell und weit genug schließt. Sie ist in Anbetracht möglicher Bedienungsfehler und Reglerschäden unzureichend. Als weiterer, nicht unerheblicher Nachteil muß das bei vorschriftsgemäßer offener Einbindung des Sicherheitsüberlaufs in eine Küchenspüle o.a. bei Pumpenausfall auftretende Ausdampfen des Heizwassers (ungünstigenfalls mehr als 100m³ Dampf) in den zur Kesselaufstellung genutzten Wohnnebenraum angesehen werden.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist es, den Kessel, den Kesselaufstellungsraum und ggf. anwesende Personen vor den Auswirkungen des Pumpenausfalls zu schützen.

   Wesen der Erfindung

   Aufgabe der Erfindung ist es, bei Ausfall dos zum Pumpenantrieb benötigten Netzstromes ersatzweise eine ausreichende Kühlung der weiter beheizten Wärmeübortragungsflächen im Kessel zu gewährleisten. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die bei Pumpenausfall stagnierende Umlaufkühlung unter Nutzung einos Wasserversorgungsnetzes von einor Durchlaufkühlung mit überlagertem Teilumlauf ersetzt wird.