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E i n r i c h t u n g zum B e t r i e b v o n Fern h e i z a n 1 a
g e n Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Betrieb von Fernheizanlagen od.dgl.,
bei denen als Wärmeträger Heißwasser verwendet wird, welches mittels eines Druckerzeugers
über die Vorlaufleitung bzw. -leitungen zu den Verbrauchern und über die Rücklaufleitung
bzw. -leitungen wieder aurtickgeftihrt und umgewälzt wird.
Bei
Fernheizanlagen muß das z.B. in einem Hdzkraftwerk erzeugte Heißwasser auf die oft
in großen Entfernungen vom Heizkraftwerk liegenden Abnehmer über entsprechend
lange Rohrleitungen verteilt werden, in denen erhebliche Druckverluste auftreten.
Bei der Festlegung der erforderlichen Wasserdrücke muß ausserdem berücksichtigt
werden, daß der Druck in der Vorlaufleitung in jedem Falle und an jeder Stelle höher
ist als der entsprechende Sättigungsdruck der maximal möglichen Vorlauftemperatur.
Die ungünstigsten Betriebsverhältnisse treten im allgemeinen dann auf, wenn der
Druckerzeuger, im allgemeinen eine Umwälz- oder Förderpumpe, abgeschaltet ist. Der
dann noch vorhandene sogenannte Ruhedruck muß ebenfalls noch über dem Sättigungsdruck
der maximal möglichen Vorlauftemperatur liegen. Schließlich muß auch noch darauf
geachtet werden, daß der Wasserdruck in keinem Falle den für die Heizkörper zulässigen
Druck überschreitet, der normalerweise 4 atü beträgt.
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Bei den bisher üblichen bzw. bekannten Einrichtungen oder Schaltungen
von Fernheizanlagen müssen entweder die erforderlichen statischen Drücke verhältnismäßig
hoch gewählt werden, oder es sind zwei Pumpen für die Druckerzeugungrntwendig. Durch
die Erfindung wird bezweckt, die dadurch entstäzenden Nachteile auf möglichst einfache
Weise zu beseitigen.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin,
daß als Druckerzeuger eine einzige Förderpumpe mrgesehen ist, die über zwei zwischen
der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung in Reihe eingeschaltete Strömungswiderstände
kurzgeschlossen wird. Die Strömungswiderstände werden hierbei vorzugsweise so dimensioniert,
daA Saughöhe und Druckhöhe der Förderpumpe, gemessen vom Ruhedruck der Anlage, den
gleichen Betrag aufweisen. Der Ruhedruck kann bei einer solchen Anordnung etwa in
der Mitte zwischen dem Vorlaufdruck und dem Rücklaufdruck liegen, so daß die Druckbereiche
der Vorlauf- und Rüeklaufleitungen nicht unnötig hoch gehalten werden müssen. Dabei
kommt man mit einer einzigen Pumpe aus, was bisher bei einer solchen Schaltung nicht
möglich war.
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Die Strömungswiderstände können vorteilhaft aus einstellbaren Drosselventilen
od.dgl. bestehen. Es k=
auch der eine Strömungswiderstaü als Überströmventil
und der andere Strömungswiderstand als Druekminderventil ausgebildet sein. Gegebenenfalls
können die Strömungswiderstände auch als Stellglieder eines geeigneten Regelkreises
asgebildet sein, wodurch die Einstellung der Anlage vereinfacht werden kann. In
dieser Hinsicht sind-beliebige regeltechnische Schaltungen anwendbar, welche-je
nach den .Verhältnissen und Betriebsbedingungen vorgesehOri werden können.
In
der Zeichnung ist die Erfindung durch schematische Darstellungen der bisher kannten
Schaltungen bzw. Anlagen und einer Schaltung bzw. Einrichtung gemäß der Erfindung
veranschaulicht.
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In Abb. 1 ist mit 3 eine Förderpumpe bezeichnet, die das Heißwasser
über eine Vorlaufleitung 4 zur Verbrauchsstelle und über eine Rücklaufleitung 5
zur Förderpumpe zurück umwälzt.
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Die Anlage ist dabei zur Veranschaulichung der Druckverhältnisse so
schematisch dargestellt, daß der statische Druck in Abhängigkeit von der Entfernung
vom Druckerzeuger 3 aufgezeichnet ist. Dabei ist der Fall angenommen worden, daß
der Ansaugdruck der Umwälzpumpe 3 durch eine nicht näher dargestellte Druckhaltevorrichtung,
die z.B. aus einem Ausdehnungsgefäß mit einem Druckpolster bestehen kann, auf einem
konstanten Wert gehalten wird. Der Ansaugdruck vor der Förderpumpe 3 entspricht
hierbei dem Ruhedruck der Anlage. Bei eingeschalteter Umwälzpumpe 3 ergibt
sich ungefähr der gezeichnete Druckverlauf in Abhängigkeit von der Entfernung von
der druckerzeugenden Pumpe. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß der Druck
in den Heizkörpern bei den einzelnen Wärmeabnehmern nicht auf oder unter den Ruhedruck
abgesenkt werden kann, weil der Rücklaufdruck über dem Ruhedruck liegen muB.
Funktionsmäßig
treten bei dieser Anordnung zwar keine wesentlichen Nachteile auf, aber die
erforderlichen absoluten statischen Drücke müssen unnötig hoch gehalten werden,
wodurch die Anlage verteuert wird.
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Bei der in Abb. 2 veranschaulichten Anlage ist ebenfalls eine Förderpumpe
vorgesehen, welche das Heißwasser durch die Vorlaufleitung 7 zur Verbrauchsstelle
und durch die Rücklaufleitung 8 wieder zurück zur Förderpumpe 6 umwälzt. Hierbei
sind die Druckverhältnisse so gewählt, daß der Ruhedruck gleich dem maxim&en
statischen Druck am Ausgang der Umwälzpumpe 6@ist. Der Ruhedruck muß daher bei dieser
An-
ordnung so hoch bemessen werden, daß auch bei einem in großer Entfernung
vom Druckerzeuger liegenden Verbraucher der Sättigungsdruck des Vorlaufes nicht
unterschritten wird. Auch dadurch ergeben sich entsprechend höhere Anlagekosten.
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# Bei einer weiteren bekannten Anordnung, die in Abb. 3 schematisch
veranschaulicht ist, liegt der Ruhedruck eiaa in der Mitte zwischen dem Druck in
der Vorlaufleitung 9 und dem Druck in der'Rücklaufleitung:Y10.,. Bei ,einer- ,solchen
Anordnung und Y Schaltung mußten bisher zweZ hintereinander geschaltete Pumpen 11
und 12 als Druckerzeuger vorges"n werden. Dabei entspricht der Ausgangsdruck der
Pumpe 12 dem
Ruhedruck. Infolgedessen braucht der Vorlaufdrüek in
der Vorlaufleitung 9 nicht unnötig hochgehalten zu werden, und der Rücklaufdruek
in der Rücklaufleitung 10 wird unter den Ruhedruck abgesenkt. Durch die
An-
ordnung von zwei Pumpen entstehen aber wiederum höhere Einrichtungskosten.
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In Abb. 4 ist demgegenüber eine Einrichtung gemäß der Erfindung schematisch
veranschaulicht. Diese Anlage ist ebenso wie die Anlage gemäß Abb. 3 so ausgebildet,
daß der Rühedruck zwischen dem Vorlaufdruck in der Vorlaufleitung 13 und dem Rücklaufdruck
in der Rüeklaufleitung 14 liegt, vorzugsweise etwa in der Mitte zwischen dem Vollauf-
und dem Rücklaufdruck. Es wird aber hierbei nur eine einzige Förderpumpe 15 benötigt.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Förderpumpe 15 über zwei Strömungswiderstände
1 und 2 kurz geschlossen wird, die in Reihe in einer Umgehungsleitung 16 angeordnet
sind. Die Strömungswiderstände 1 und 2, weldm zweckmäßig als einstellbare Ventile
od.dgl. ausgebildet sind, werden vorzugsweise so bemessen, daB Saughöhe und Druckhöhe,
gemessen vom Ruhedruck der Anfege, den gleiäen Betrag aufweisen. Saughöhe und Druckhöhe
der Förderpumpe 15 sind, bezogen auf den Ruhedruck, also gleich groß, sofern der
Widerstand in der Vorlaufleitung 13 gleich dem Widerstand in der Rücklaufleitung
14 ist und auch die Widerstände
der Ventile 1 und 2 gleich sind.
Man erhält auf diese Weise eine Einrichtung, welche die vorteilhafte
Auslegung der Druckbereiche der bekannten Einrichtung nach Abb. 3 mit dem
Vorteil verbindet, daß nur eine einzige Förderpumpe erforderlich ist. Demgegenüber
fällt der Mehraufwand für die Drosselventile 1 und 2 und die Kurzsehlußleitung 16
nicht ins Gewicht.
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Die Einrichtung kann im Rahmen der Erfindung selbstverständlich
auf verschiedene Weise variiert werden. So.kann es unter Umständen zweckmäßig sein,
einen oder beide Strömungswiderstände 1 und 2 als Stellglieder eines Regelkreises
auszubilden, wodurch die Einstellung der Anlage erleichtert und vereinfacht werden
kann. Zu diesem Zweck kann z.B. der Strömungswiderstand 1 von einem Überströmventil
und der Strömungswiderstand 2 von einem Druckminderventil gebildet werden. Ferner
können im Bedarfsfall nicht näher dargestellte Umgehungsleitungen vorgesehen werden,
mit deren Hilfe.das Füllen oder Entleeren der Anlage beschleunigt werden kann.