DE1111796B

DE1111796B - Safety device for house systems directly connected to hot water district heating lines

Info

Publication number: DE1111796B
Application number: DEC19757A
Authority: DE
Inventors: Hans Lammers
Original assignee: CALIQUA WAERMEGESELLSCHAFT DIP; Caliqua Waermegesellschaft M B
Current assignee: CALIQUA WAERMEGESELLSCHAFT DIP; Caliqua Waermegesellschaft M B
Priority date: 1959-09-07
Filing date: 1959-09-07
Publication date: 1961-07-27

Description

Sicherheitsvorrichtung für an Heißwasser-Fernheizleitungen unmittelbar angeschlossene Hausanlagen Es ist bekannt, Sammelheizungsanlagen mehrerer Gebäude von einem gemeinsamen Heizwerk aus mit Wärme zu versorgen, wobei als Wärmeträger dienendes Wasser vom Heizwerk über die Fernleitungen im Rohrnetz und den Heizkörpern der Gebäude umläuft. Aus Sicherheitsgründen hat man später Gebäude- und Fernleitungsnetz durch Wärmetauscher voneinander getrennt, da nicht selten Brüche an Rohrleitungen und Heizkörpern eintraten, etwa durch Einfrieren abgestellter Heizkörper bei offenen Fenstern; solche Störungen verursachten gelegentlich erhebliche Gebäudeschäden und gefährdeten Menschenleben. Diese Wärmetauscher verteuern aber nicht nur die Anlage, sie verringern auch wegen des notwendigen Betriebes mit höherer Vorlauftemperatur die Stromausbeute bei Heizkraftbetrieb und erhöhen die Wärmeverluste.Safety device for directly on hot water district heating lines Connected house systems It is known to have collective heating systems for several buildings to be supplied with heat from a common heating plant, using as a heat transfer medium Serving water from the heating plant via the long-distance lines in the pipe network and the radiators the building goes around. For security reasons, the building and transmission network are later installed separated from each other by heat exchangers, as breaks in the pipelines are not uncommon and radiators occurred, for example by freezing shut-down radiators when they were open Windows; such disturbances occasionally caused considerable damage to buildings and endangered human life. These heat exchangers not only make the system more expensive, they also reduce because of the necessary operation with a higher flow temperature the electricity yield with heating power operation and increase the heat losses.

In neuerer Zeit kommt der Stromausbeute wirtschaftlich immer höhere Bedeutung zu, weshalb man wieder das erstgeschilderte Verfahren mit unmittelbarem Anschluß anwendet, aber durch Drosselvorrichtungen die möglichen Schäden bei Rohr-undHeizkörperbrüchen zu begrenzen sucht. Auch sind Rohrbruchsicherungen entwickelt worden, bei denen die in das Haus gehende Vorlaufwassermenge und die das Haus verlassende Rücklaufwassermenge getrennt gemessen werden. Tritt ein größerer Unterschied zwischen beiden Mengen auf, wird ein Ventil in der Vorlaufleitung geschlossen, die Rücklaufleitung wird durch ein Rückschlagventil getrennt. Vorrichtungen dieser Art sind aber unsicher in der Wirkung, da die Wasservolumen durch den Temperaturunterschied zwischen Vor- und Rücklaufwasser verschieden sind. Auch treten Schwingungen auf, wenn sich im Hausnetz Luft abgesetzt hat.In recent times the electricity yield has been increasing economically Significance too, which is why one can repeat the first-described procedure with immediate Connection applies, but through throttling devices the possible damage in the event of pipe and radiator ruptures seeks to limit. Pipe rupture devices have also been developed in which the amount of flow water going into the house and the amount of return water leaving the house measured separately. There is a greater difference between the two quantities on, a valve in the supply line is closed and the return line is closed separated by a check valve. Devices of this type are unsafe in the effect, since the water volume due to the temperature difference between and return water are different. Vibrations also occur when the House network has dropped air.

Bekannt ist weiterhin eine Sicherheitsvorrichtung für geschlossene Heizungsanlagen mit umlaufendem, flüssigem Wärmeträger, die beim Überschreiten einer bestimmten Geschwindigkeit des Absinkens des Wasserspiegels im Ausdehnungsgefäß ausgelöst wird und das Rohrnetz mit den Verbrauchern von dem Wärmeerzeuger abschaltet. Dieses Verfahren ist aber bei Heißwasser-Fernheizleitungen mit unmittelbar angeschlossenen Hausanlagen nicht anwendbar, wenn sich in der Hausanlage kein Gefäß mit einem freien Wasserstand (Ausdehnungsgefäß) befindet.Also known is a safety device for closed Heating systems with circulating, liquid heat transfer medium, which when a certain speed of the lowering of the water level in the expansion vessel is triggered and the pipe network with the consumers of the heat generator switches off. However, this method is directly connected to hot water district heating pipes House systems not applicable if there is no vessel with a free one in the house system Water level (expansion vessel).

Bei der Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung ist weder eine vergleichende Wassermengenmessung noch ein besonderes Ausdehnungsgefäß notwendig, sondern bei einem Rohrbruch in der Hausanlage wird das Zulaufventil für Vorlaufwasser geschlossen, sobald der Druck im Hausnetz unter einen bestimmten Wert sinkt. Da in den Fernleitungen die Drücke mit den geförderten Wassermengen ständig schwanken, ist es notwendig, durch ein überströmventil in der Rücklaufleitung und ein gesteuertes Ventil in der Vorlaufleitung im Hausnetz diesen unveränderlichen Druck einzustellen. Daher ist die Sicherheitsvorrichtung für an Heißwasser-Fernheizleitungen unmittelbar angeschlossene Hausanlagen nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrbruchventil in an sich bekannter Weise beim Unterschreiten eines bestimmten Druckes in der Hausanlage die Vorlaufleitung der Hausanlage absperrt und in dieserVorlaufleitung ein vom Wärmebedarf der Hausanlage gesteuertes Ventil sowie in der Rückläufleitung der Hausanlage ein beim Überschreiten des Höchstdruckes in der Hausanlage öffnendes Überströmventil angeordnet ist, die beide derart zusammenwirken, daß in derHausanlage ein bestimmterDruck aufrechterhalten wird.The safety device according to the invention is neither comparative Water volume measurement still requires a special expansion vessel, but at In the event of a pipe burst in the house system, the inlet valve for the flow water is closed, as soon as the pressure in the house network falls below a certain value. Because in the long-distance lines the pressures constantly fluctuate with the volume of water being pumped, it is necessary to through an overflow valve in the return line and a controlled valve in the Flow line in the house network to set this constant pressure. thats why the safety device for those directly connected to hot water district heating pipes House systems according to the invention, characterized in that a pipe rupture valve in in a manner known per se when the pressure in the house system falls below a certain level the flow line of the house system closes and in this flow line a heat demand the house system controlled valve as well as in the return line of the house system When the maximum pressure in the house system is exceeded, the overflow valve opens is arranged, both of which work together in such a way that a certain pressure in the house system is maintained.

DieAbbildung derZeichnung zeigteinAusführungsbeispiel der Erfindung: Von der Fernheizvorlaufleitung kommt das Heizwasser über die Anschlußleitung 4 zum Rohrbruchventill, dann über -das durch den Wärmebedarf geregelte Ventil 2 zur Hausheizungsanlage mit den Heizkörpern 5. Das Wasser verläßt das Hausnetz durch das Überströmventil 3 und die Rücklaufanschlußleitung 6. Für die Erfindung ist nicht erheblich, ob die Rücklaufwasser-Beimischleitung7 und die Umwälzpumpe S vorhanden sind, doch steigern sie die Empfindlichkeit der Einrichtung zum Auslösen der Rohrbruchsicherung.The illustration of the drawing shows an exemplary embodiment of the invention: The heating water comes from the district heating supply line via the connection line 4 to the pipe break valve, then via valve 2, which is regulated by the heat demand, to the house heating system with the radiators 5. The water leaves the house network through the overflow valve 3 and the return connection line 6. For the invention it is not important whether the return water admixing line 7 and the circulation pump S are present, but they increase the sensitivity of the device for triggering the pipe burst safety device.

Der Wasserdruck in der Fernheiz-Rücklaufleitung ist für den einzelnen Hausanschluß nach seiner Entfernung vom Heizwerk und den jeweilig im Netz umlaufenden Wassermengen verschieden. Er möge beispielsweise zwischen 2,5 und 4,0 atü schwanken. Das laberströmventi13 wird dann so eingestellt, daß es beim Überschreiten eines Druckes von 4 atü im Hausnetz öffnet, also im Hausnetz dieser Druck nahezu gleich hochgehalten wird. Um Schwingungen des Absperrventils zu verhindern, wird dieses Ventil vorzugsweise mit einer Dämpfung versehen. -Der Druck in der Fernheiz-Vorlaufleitung schwankt ebenfalls, beispielsweise zwischen 4,5 und 7,5 atü. Durch das Ventil 2 in der Vorlaufleitung der Hausanlage, das entsprechend dem Wärmebedarf selbsttätig oder von Hand gedrosselt wird, wird der Wasserdruck auf den am überströmventil3 in der Rücklaufleitung eingestellten Überströmdruck abgesenkt. Nach der Abbildung wird das Ventil 2 von einem Thermostaten in der Vorlaufleitung des Hauptnetzes gesteuert, was auch durch andere Impulse geschehen kann.The water pressure in the district heating return line is for the individual House connection according to its distance from the heating plant and the respective circulating in the network Different amounts of water. For example, it may fluctuate between 2.5 and 4.0 atmospheres. The laberströmventi13 is then set so that when a A pressure of 4 atm opens in the house network, so this pressure is almost the same in the house network is held up. In order to prevent vibrations of the shut-off valve, this Valve preferably provided with damping. -The pressure in the district heating supply line also fluctuates, for example between 4.5 and 7.5 atm. Through valve 2 in the supply line of the house system, which is automatic according to the heat demand or is throttled by hand, the water pressure is reduced to that at the overflow valve3 The overflow pressure set in the return line is reduced. According to the picture valve 2 is controlled by a thermostat in the supply line of the main network, which can also happen through other impulses.

Das Rohrbruchventil l in der Vorlaufleitung öffnet ebenso wie das überströmventil3 in der Rücklaufleitung erst, wenn der Druck im Hausnetz 4 atü erreicht, also die beabsichtigten Betriebsverhältnisse vorliegen. Bei manchen Anwendungen ist es erforderlich, bei völligem Schluß des Ventils 2 in der Vorlaufleitung dieses zwecks Druckausgleichs durch eine Hilfsleitung 9 zu überbrücken.The pipe rupture valve 1 in the flow line, like the overflow valve 3 in the return line, only opens when the pressure in the house network reaches 4 atm, i.e. the intended operating conditions are present. In some applications it is necessary, when the valve 2 in the supply line is completely closed, to bypass it by means of an auxiliary line 9 for the purpose of pressure equalization.

Bei einem Rohrbruch sinkt der Druck im Hausnetz, da das Absperrventil sich nicht weiter öffnet. Durch die Steuerleitungen schließen sich dann gleichzeitig das Rohrbruchventill und das überströmventil3, wodurch das Hausnetz von denFernleitung engetrennt ist. Eine Wiederinbetriebnahme ist erst nach Füllung des Hausnetzes mit Wasser und Herstellen des normalen Druckes, beispielsweise 4 atü, möglich. Diese Bedienungsmaßnahme läßt sich durch einen Eingriff an der Steuerung des Rohrbruchventils 1 ermöglichen oder auch durch eine gegen unbefugte Benutzung gesicherte Umgehungsleitung (mit dem Ventil 10) des Ventils 1.If a pipe breaks, the pressure in the house network drops because the shut-off valve does not open any further. The control lines then close the pipe rupture valve and the overflow valve3 at the same time, thus separating the house network from the long-distance line. A restart is only possible after filling the house network with water and establishing the normal pressure, for example 4 atmospheres. This operating measure can be made possible by an intervention in the control of the pipe rupture valve 1 or also by a bypass line (with the valve 10) of the valve 1 secured against unauthorized use.

Die Sicherheitsvorrichtung nach der Erfindung spricht erfahrungsgemäß auch bei gcringenBruchquerschnitten im Hausnetz an. Hierbei kann ein Thermostat in der Vorlaufleitung die Empfindlichkeit der Vorrichtung steigern. Wenn nämlich die Bruchstelle so klein ist, daß der Druckabfall nicht genügt, um den Schluß des Rohrbruchventils 1 auszulösen, findet eine stärkere Erwärmung des Umlaufwassers statt, weil durch den Verlust in -der Bruchstelle weniger Rücklaufwasser durch die Beimischleitung 7 strömt. Das Rohrbruchventil 2 wird sich allmählich ganz schließen. Sobald die durch den Bruch ausfließende Wassermenge das geringe durch die Hilfsleitung 9 nachströmende Volumen übersteigt, schließen sich das Rohrbruchventil1 und das Ventil 10 in der überbrückungsleitung zum Rohrbruchventil.Experience has shown that the safety device according to the invention also responds to small fracture cross-sections in the house network. A thermostat in the feed line can increase the sensitivity of the device. If the fracture point is so small that the pressure drop is not sufficient to trigger the closure of the pipe burst valve 1, the circulating water is heated more strongly because less return water flows through the admixing line 7 due to the loss in the fracture point. The pipe rupture valve 2 will gradually close completely. As soon as the amount of water flowing out through the break exceeds the small volume flowing in through the auxiliary line 9, the pipe rupture valve 1 and the valve 10 in the bridging line to the pipe rupture valve close.

Die Anordnung gemäß der Erfindung macht es auch unmöglich, ein entleertes Hausnetz mit den Fernheizleitungen zu verbinden. Hierbei könnten durch Wasser- und Luftschläge Brüche herbeigeführt werden oder Schäden durch Einwirkung zu hoher Temperaturen entstehen, wenn das heiße Vorlaufwasser rückwärts über die Beimischleitung 7 das Hausnetz füllt.The arrangement according to the invention also makes it impossible to have a deflated To connect the house network with the district heating lines. This could be through water and Air hammer breaks or damage caused by exposure to excessively high temperatures arise when the hot feed water backwards via the admixing line 7 the House net fills.

An- Stelle der- druckgesteuerten Membranventile nach derAbbildung können auch anderweitigbetätigte Stellvorrichtungen treten. Bei Netzen mit geringen Druckschwankungen in der Rücklaufleitung kann ein auf den Druckunterschied zwischen Ein- und Auslaufseite ansprechendes Überströmventil das auf konstanten Druck steuernd;. Überströmventil3 ersetzen. Die Ventile 1 und 2 in der Vorlaufleitung können ferner zu einem einzigen Regelglied vereinigt werden, dessen Stellvorrichtung sowohl auf den Druck im Hausnetz als auch den Wärmebedarf anspricht. Die Impulse für die Ventile 1 und 3 können im übrigen von anderen Stellen des Hausnetzes gegeben werden, z. B. durch Mänostate unter Zwischenschaltung von Hilfskräften.Instead of the pressure-controlled diaphragm valves as shown in the illustration actuating devices operated by other means can also occur. For networks with low Pressure fluctuations in the return line can have a bearing on the pressure difference between Inlet and outlet side responsive overflow valve that controls constant pressure. Replace overflow valve 3. The valves 1 and 2 in the flow line can also be combined into a single control element, the actuator on both addresses the pressure in the house network as well as the heat demand. The impulses for the valves 1 and 3 can also be given by other points in the home network, e.g. B. by maenostats with the interposition of assistants.

Die in der Beschreibung und in der Zeichnung dargestellten und beschriebenen Teile, die über den Umfang der Ansprüche hinausgehen, gehören nicht zur Erfindung, sondern dienen nur zu ihrer Erläuterung.Those shown and described in the description and in the drawing Parts that go beyond the scope of the claims do not belong to the invention, but only serve to explain them.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Safety device for house systems directly connected to hot water district heating lines, characterized in that a pipe rupture valve (1) in a manner known per se shuts off the flow line (4) of the house system when the pressure falls below a certain level in the house system and in this flow line a from Heat demand of the house system controlled valve (2) and in the return line (6) of the house system an overflow valve (3) which opens when the maximum pressure in the house system is exceeded, both of which work together in such a way that a certain pressure is maintained in the house system.

2. Safety device according to claim 1, characterized in that the Pipe rupture valve (1) and the shut-off valve (2) in the flow line of the house system are combined to form a control element. Publications considered: German Patent No. 739185.