DE1579965C - Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines Ruhedruckes in einer Pumpenheizungs- insbesondere Pumpenfernheizungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufrecht- förderhöhe auf zwei Pumpen, wobei der Punkt konerhaltung eines Ruhedruckes in einer Pumpenheizungs-, 40 stanten Druckes zwischen diesen Pumpen liegt, oder insbesondere Pumpenfernheizungsanlage. die Anordnung einer Kurzschlußstrecke parallel zu

Bei den bekannten Heizungs- und Fernheizungs- der für die Gesamtförderhöhe ausgelegten Pumpe; in anlagen wird an einer Stelle des Systems ein konstanter diesem Falle liegt der Punkt konstanten Druckes in Druck eingehalten. Dieser Druck, der sich bei Still- dieser Kurzschlußleitung.

»tand der Umwälzpumpen in allen Anlageteilen ein- 45 Die vorbeschriebenen Maßnahmen erfordern einen stellt, die auf gleicher geodätischer Höhe mit dieser gewissen Aufwand an Anlage- und Betriebskosten und Stelle konstanten Druckes liegen, wird Halte-, Ruhe- führen zu einer Komplizierung im Betriebsablauf. Im oder Diktierdruck genannt. Seine Höhe wird so ein- ersten Falle ist die zusätzliche Aufstellung einer zweiten gestellt, daß bei ruhenden Umwälzpumpen in den Pumpe einschließlich Reserveaggregat sowie Armahöchstgelegenen Anlagefeilen noch ein Überdruck 50 türen und Verbindungsleitungen erforderlich, im zweigegenüber dem Sattdampfdruck des Wärmeträgers bei ten Falle die Verlegung einer Kurzschlußleitung unter Vorlauftemperatur herrscht und daß gleichzeitig in genauer Einhaltung der vorausberechneten Reibungsden tiefstliegenden Anlageteilen der für die Heizkörper und Einzelwiderstände.

höchstzulässige Druck nicht überschritten wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Der Druckverlauf im System bei laufenden Umwälz- 55 Einrichtung der in Rede stehenden Art mit einfachen pumpen ist bei den bekannten Anlagen vorwiegend Mitteln durch die Drücke P₁ auf der Druckseite der von der Wahl der Stelle abhängig, an der der konstante Umwälzpumpe und P_a auf der Saugseite der Umwälz-Druck eingehalten wird. pumpe so zu steuern, daß die Gleichung

Wird beim Einbau nur einer Umwälzpumpe diese

hinter dem Punkt konstanten Druckes angeordnet, so 60 (1— ä) · Pi+a · P₁ = Po₈₀H

überschreitet der Druck in den der Pumpe unmittelbar

nachgeschalteten Anlageteilen den Ruhedruck um die immer erfüllt ist, wobei Po₈₀H den vorgegebenen Ruhevolle Förderhöhe der Umwälzpumpe. Wird die Um- druck und α den druckerhöhend wirkenden Anteil deir wälzpumpe vor dem Punkt konstanten Druckes an- Druckdifferenz zwischen P₁ und P_a bezeichnet,
geordnet, so unterschreitet der Druck in den der 65 Diese Aufgabe soll nach der Erfindung dadurch Pumpe unmittelbar vorgeschalteten Anlageteilen den gelöst werden, daß eine an einer beliebigen Stelle des Ruhedruck um die volle Förderhöhe der Umwälz- Wärmeträgerkreislaufes angeschlossene Druckhalteanlage eine Überströmleitung mit einem Oberström·

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ventil und eine Einströmleitung mit einer Förderpumpe D^;e äußere Membrankammer der inneren Stellvor- und einem Einströmventil aufweist, wobei die Über- richtung 9 des Einströmventils 7 und die innere Memström- und die Einströmleitung noch mit einem brankammer der inneren Stellvorrichtung 11 des Uber-Wärmeträgervorratbehälter verbunden sind, und daß Strömventils 8 sind durch eine Steuerleitung 14 mit die beiden Ventile durch je zwei hintereinandergeschal- 5 dem Punkt P₁ im gleichen Sinne verbunden. tete, mit jeweils zwei Membrankammern ausgerüstete Die inneren Membrankammern der beiden Stell-Stellvorrichtungen gesteuert werden, deren dem Aus- vorrichtungen 9, 10 des Einströmventils 7 und die strömventil zugeordnete äußere Membrankammern äußeren Membrankammern der beiden Stellvorrichmiteinander und mit den inneren, ebenfalls zusammen- tungen 11, 12 des Überströmventils 8 sind untereingeschalteten Membrankammern des Einströmventils »o ander durch eine weitere Steuerleitung 15 verbunden, verbunden sind und unter dem Ruhedruck stehen und in der durch eine hier nicht dargestellte Hilfseinrichdie mit der äußern Membrankammer der äußeren tung der gewünschte Ruhedruck Poeoii aufrechterhal-Stellvorrichtung des Einströmventils in Verbindung ten wird. Diese Verbindung erfolgt so, daß der Druck stehende innere Membrar.kammer der äußeren Stell- Pomu auf jeder der vier Membranen dem Druck P_x voi^htung des Ausströmventils vom Druck (P₁) im 15 bzw. P₁ entgegenwirkt.

Ansaaebereich der UmwälzDumDe beaufschlaet ist und Die Erzeugung des Ruhedruckes Poeoii in der Steuer-

die innere Membrankammer der inneren Stellvornch- leitung 15 kann durch Denannie jviuici ciruig^n -"J

iiing des Ausströmventils mit der äußeren Membran- ist für die Erfindung nich' von Bedeutung,

kammer der inneren Stellvorrichtung des Einström- Beispielsweise kann als Steuermittel Druckluft ver-

ventils verbunden ist und den Druck _VP,) im Ausström- 20 wendet werden, die in einem Kompressor erzeugt oder

bereich der Umwälzpumpe aufweist. einer Flasche entnommen wird. Man kann auch

Der Vorteil einer solchen Anordnung gegenüber Wasser aus dem Kreislauf, beispielsweise am Punkt P₁, Anlagen herkömmlicher Art liegt einerseits in erheb- entnehmen und seinen Druck in einer geeigneten liehen Einsparungen insofern, als eine zweite Umwälz- Druckregeleinrichtung auf den gewünschten Ruhepumpe und deren Reserveaggregat nicht erforderlich 35 druck Po_son herabsetzen oder irgendein anderes gesind, andererseits in wesentlich erhöhter Sicherheit und eignetes Steuermittel verwenden.
Beweglichkeit in der Charakteristik des Rohrnetzes Wenn im einfachsten Faile die Aufgabe gestellt ist, insofern, als keine Kurzschlußstrecken benötigt werden, die verfügbare Druckdifferenz zur Hälfte druckdie sehr fein auf die infolgedessen sehr genau zu be- erhöhend und zur Hälfte drucksenkend zum Ruhestitnmenden Reibungs- und Einzelwiderstände des 30 druck wirken zu lassen, sind die Membranen 9 und 10 Netzes abgestimmt werden müssen. Bei nachträglichen einerseits, 11 und 12 andererseits gleich groß ausÄnderungen oder Erweiterungendes Netzes ermöglicht zuführen. Durch jedes der beiden Membranpaare 9 die erfindungsgemäße Anordnung, daß die Regelung und 10, 11 und 12 erfolgt dann ein Vergleich der den neuen Betriebsverhältnissen einfach und leicht Drücke P₁ und P, mit dem gewünschten Ruhedruck Po, angepaßt werden kann. 35 derart, daß bei Vorliegen de»· gewünschten Druck-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt als verteilung
Druckschaubild den Kreislauf der Anlage, bestehend

aus der Umwälzpumpe 1, der Vorlaufleitung 2, einem ρ + ρ

Wärmeverbraucher 3 und der Rücklaufleitung 4. Die Po = -*—j—

Druckhalteanlage, hier als Druckdiktieranlage ange- 40
nommen, bestehend aus dem Vorratsbehälter 5, der

Pumpe 6 mit dem Einströmventil 7 und dem Über- das Steuersystem kraftlos wird,

strömventil 8, sei mit der Rücklaufleitung des Kreis- Steigen die Drücke P₁ und P₂ an, was gleichbedeu-

laufes verbunden. Der einzuhaltene Ruhedruck Po ist tend mit einem Anstieg der gedachten Ist-Ruhedruck-

durch eine Linie angedeutet. 45 linie Po über den als Steuerdruck vorgegebenen SoIl-

Die zur Umwälzung des Heizwassers verfügbare Ruhedruck Po₈₀U ist, dann schließt das Einström-

Druckdifferenz ist mit Δ ρ bezeichnet, der druck- ventil 7 und versperrt dem von der Pumpe 6 geförderten

erhöhend wirkende Anteil mit a · Ap, der druck- Wasser den Weg in die Anlage, während gleichzeitig

absenkend wirkende Anteil mit (1— a )■ Ap. Der Druck das Überströmventile öffnet und Wasser aus der

auf der Drückseite der Pumpe ist mit P₁, der Druck 50 Anlage austreten läßt,

auf der Saugseite mit P₂ bezeichnet. Sinken die Drücke P₁ und P_s ab, was gleichbedeu-

Der starke Druckabfall zwischen der Pumpe und tend mit einem Absinken der gedachten Ist-Ruhedruck-

den Punkten P₁ und P₂ sei in den Wärmeerzeugern linie Po unter den als Steuerdruck vorgegebenen SoIl-

und den zugehörigen Leitungen und Armaturen der Ruhedr .ck Po₉₀U ist, dann öffnet das Einströmventil 7

Zentrale entstanden. In dem dargestellten Beispiel ist 55 und läßt Wasser in die Anlage eintreten, während

dieser Druckabfall — was nicht unabdingbar ist — gleichzeitig das Überströmventil 8 schließt und ein

nicht in die Regelung einbezogen. Abfließen von Wasser aus der Anlage verhindert.

Als Regelorgane wurden hier Membransteuerungen Wenn, wie dieses vorzugsweise bei ausgedehnten

für die Ventile 7 und 8 angenommen. Dem Einström- Heiznetzen größerer Fernheizwerke der Fall ist, bei

ventil 7 sind.die Stellvorrichtungen 9 und 10 züge- 60 denen die Rücklaufleitung einen größeren Querschnitt

ordnet, dem Überströmventile die Stellvorrichtungen als die Vorlaufleitung hat, die Aufgabe gestellt ist,

11 und 12. Die äußere Membrankammer der äußeren einen größeren Anteil α der verfügbaren Druckdiffe-Stellvorrichtung 10 des Einströmventils 7 und die renz/lp druckerhöhend zum Ruhedruck und einen innere Membran!· ;jmmer der äußeren Stellvorrichtung kleineren Anteil, {l—a) der Druckdifferenz Ap druck-

12 des Überströmventils 8 sind durch eine Impuls- 65 senkend zum Ruhedruck einzusetzen, so läßt sich leitung 13 mit dem Punkt P, so verbunden, daß ein dieses durch unterschiedliche Auslegung der Mem-Anstieg des Druckes P₃ das Einströmventil 7 schließt branflächen erreichen. Dieser allgemeinere Fall ist in und das Überströmventil β öffnet. der Figur dargestellt. Die gesamte Membrar.tläche F

eines jeden der beiden steuernden Membranpaare 9 und 10, 11 und 12 ist dann so auf die beiden Membranen aufgeteilt, daß die mit dem Druck Ρ_λ beaufschlagten Flächen 9. 11 jeweils {l—a) · F und die mit dem Druck P₂ beaufschlagten Flächen a ■ F betragen. Der Regelvorgang verläuft dann analog der obigen Beschreibung, das Steuersystem wird bei der gewünschten Druckverteilung

kraftlos.

Po - (!-α)

P_t

Es ist natürlich auch möglich, die Verbindungsleitungen der Ventile 7 und 8 an verschiedenen Stellen in die Anlage einzuführen. Es ist ferner möglich, die Membransysteme unter Zwischenschaltung von beispielsweise mechanisch, hydraulisch oder elektrisch arbeitenden Übertragungsgliedern mit den zu steuernden Ventilen zu verbinden. Dadurch können auch beim Einsatz kleiner Steuermembranen hohe Drücke sicher beherrscht werden. Statt der Membranen könner

ίο auch gleitend in Zylindern angeordnete Steuerkolber eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Bei ausgedehnten Fernheizanlagen mit großen

   Patentanspruch: Pumpenförderhöhen würde die erste Anordnung zu

   erheblichen Mehrkosten bei den der Pumpe unmittel-

   Einrichtung zur Aufrechterhaliung eines Ruhe- bar nachgeschalteten Anlageteilen führen, da diese für druckes in einer Pumpenheizungs·, insbesondere S den erhöhten Gesamtdruck dimensioniert werden Pumpenfernheizungsanlage, dadurch ge- müßten. Die zweite Anordnung bringt die Gefahr von kennzeichnet, daß eine an einer beliebigen Dampf- und Vakuumbildung in den der Pumpe unStelle des Wärmeträgerkreislaufes angeschlossene mittelbar vorgeschatteten Anlageteilen nit sich, be-Druckhalteanlage eine Überströmleitung mit einem sonders wenn diese geodätisch höher liegen als die Überströmventil (8) und eine Einströmleitung mit io Zentrale.

   einer Förderpumpe (6) und einem Einström- Bei größeren Fernheizanlagen wird daher in der

   ventil (7) aufweist, wobei die überström- und die Regel die Gesamtförderhöhe auf zwei Pumpen ver-Einströmleitung noch mit einem Wärmeträger- teilt, von denen eine dem Punkt konstanten Druckes vorratbehälter verbunden sind, und daß die beiden vor-, die andere nachgeschaltet ist. Ventile (7, 8) durch je zwei hintereinandergeschal- 15 Es ist eine weitere Anlage bekanntgeworden, bei der tete, mit jeweils zwei Membrankammern aus- der gleiche Druckverlauf dadurch erreicht wird, daß

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   steuert wer<^!<*n, deren dem Ausströmventil (8) zu- samte Förderhöhe ausgelegten Umwälzpumpe eine geordnete äußere Membrankammern miteinander Kurzschlußleitung angeordnet und der Druck an und mit den inneren, ebenfalls zusammengeschal- ao einem Punkt dieser Kurzschlußleitung konstant geteten Membrankammern des Einströmventils (7) halten wird.

   verbunden sind und unter dem Ruhedruck stehen Allen diesen bekannten Anlagen ist gemeinsam, daß

   und die mit der äußeren Membrankammer der der Druck an einer Stelle des Systems gemessen pnd, äußeren Stellvorrichtung de« Einströmventils (7) gesteuert durch einen von der Meßstelle ausgehenden in Verbindung stehende innere Membrankammer as Impuls, mittels einer herkömmlichen Druckhalteder äußeren Stellvorrichtung (12) des Ausström- anlage (z. B. Druckdiktieranlage, Dampfpolster, Gasventils (8) vom Druck (P₂) im Ansaugbereich der polster), die entweder unmittelbar an der Meßstelle Umwälzpumpe (1) beaufschlagt ist und die innere oder — wie bei der letztgenannten Anlage — an einer Membrankammer der inneren Stellvorrichtung (11) beliebigen Stelle des Systems angeordnet ist, emgedes Ausströmventils (?) mit c* χ äußeren Membran- 30 halten wird.

   kammer der inneren Stellvorrichtung (9) des Ein- Bei den Anlagen, bei denen eine Aufteilung der

   Strömventils (7) verbunden ist jnd den Druck (P₁) Gesamtförderhöhe in einen druckerhöhend und einen im Ausströmbereich der Umwälzpumpe aufweist. drucksenkend zum Diktierdruck wirkenden Anteil gefördert wird, muß nach dem derzeitigen Stand der 35 Technik der Punkt, an dem der Druck konstant ge-

   halten wird, durch entsprechende schalttechnische

   Maßnahmen künstlich geschaffen werden. Solche Maßnahmen sind z. B. die Aufteilung der Gesamt-