DE19506126A1 - Bau und Betrieb einer Nah- und Fernwärmeversorgung - Google Patents

Description

Stand der Technik/Neuerung

Das Wärmeversorgungsnetz wie es hier beschrieben ist besteht aus einem Kreis. Kesselkreis und Netzkreis bilden hydraulisch eine Einheit, mit nur einer Pumpe und nicht wie üblich aus einer Kesselkreispumpe, einer hydraulischen Weiche und einer Netzkreispumpen.

Der Betrieb der Anlage wird ausschließlich und in der Gesamtheit der Anlagenteile nach dem Verbrauch im Netz bestimmt.

Der dazu notwendige Meßwert wird immer von der Rücklauftemperatur abgenommen.

Herkömmliche Anlagen speisen einen durch Tageszeit und Außentemperatur vorgegebenen Energiebedarf ein.

Erreicht werden durch diese Anlagenkonzeption eine Senkung der Investitionskosten, und eine Senkung der Stromkosten beim Betrieb der Anlage.

Die Investitionskosten werden durch eine erhebliche Vereinfachung der Hydraulik der Anlage gesenkt.

• 1. Einbau nur einer Pumpe.
• 2. Keine hydraulische Weiche.
• 3. Einfache Regelung in der Zentrale und an den Übergabestationen.

Die Stromkosten werden mit folgenden Maßnahmen erheblich gesenkt.

• 1. Einsatz von nur einer Pumpe für Kesselkreis und Netz.
• 2. Reduzierung des Druckverlustes (keine zusätzlichen Beimisch oder Regelventile).
• 3. Drehzahlgesteuerte Pumpe.

Beschreibung der einzelnen Anlagenteile

Der Heizkessel 1 bekommt eine stufenlose Leistungsregelung im Bereich von 15-100% der Nennleistung mit O2 und Flammtemperaturüberwachung. (Gilt nur bei Hackschnitzel- Heizungen).

Andere Kesselanlagen oder Blockheizkraftwerke sind entsprechend der am Markt üblichen Regelungen zu steuern.

Der Heizkessel 1 wird zwischen 80 und 110°C gleitend gefahren. Dadurch wird erreicht, daß der Kessel nur bei absoluter Spitzenlast sich in einem Temperaturbereich bewegt, in dem erhöhte Abgasverluste auftreten.

Die drehzahlgesteuerte Pumpe 2 wird nicht über Differenzdruck angesteuert. Die Drehzahl und somit die Fördermenge wird allein von dem Rücklauffühler 4 je nach Abfallen oder Ansteigen der Netzrücklauftemperatur vorgegeben.

Die Pumpe regelt sich somit immer nach dem aktuellen Energieverbrauch im Netz.

Die Kosten können durch eine einfachere Regelung der Pumpe nochmals gesenkt werden.

Dies ist durch eine Regelung möglich, die die Pumpe lastabhängig taktet.

Der Wärmetauscher 5 beim Anschlußnehmer wird lastabhängig mit einem Rücklauftemperaturbegrenzer-Ventil 6 (Heimeier RTL) geregelt.

Die Rücklaufanhebung des Heizkessels 1 erfolgt durch ein einmaliges Einstellen eines Dreiwegemischers 3 oder wird durch ein motorangetriebenes Beimischventil permanent geregelt.

Ein einmaliges Einstellen reicht aus, da sich der Druckverlust im Netz und der Druckverlust im Kesselkreis proportional verhalten.

Das Verhältnis zwischen der umlaufenden Kesselkreiswassermenge und der umlaufenden Netzwassermenge ist immer gleich.

Schwankungen des Druckverlustes die durch das Verändern der Strömung, zwischen laminar und turbulent auftreten, können bei einer Rücklaufanhebung vernachlässigt werden.

Soll der Heizkessel jedoch maximal ausgenutzt werden, muß ein motorbetriebenes Beimischventil eingesetzt werden. Dadurch wird bei erhöhter Kesselwassertemperatur eine konstante Rücklauftemperatur gehalten. Die Spreizung zwischen Vor- und Rücklauf wird vergrößert und die Leistung durch absenken der mittleren Tauschertemperatur erhöht.

Betriebsbedingungen

Beginn des Heizbetriebes: In der Anfahrphase des Netzes geht der Heizkessel in die Vollast und erreicht eine Vorlauftemperatur von z. B. 110°C. Die Pumpe läuft mit ihrer höchsten Drehzahl.

Das Netz wird schnell aufgeheizt und bei den Verbrauchern steht die maximale Leistung an. Ein Rücklauftemperaturbegrenzer der wie ein Thermostat-Ventil arbeitet (Heimeier RTL) regelt gleitend den Rücklauf ins Netz mit einer konstanten Rücklauftemperatur. Z.B. 50°C.

Vor dem Mischventil, das zur Rücklaufhochhaltung dient, wird mit einem Fühler die Netzrücklauftemperatur gemessen. Diese Größe wird an ein Zentralgerät weitergeleitet, dort mit einer vorgegebenen konstanten Temperatur (z. B. 45°C) verglichen und je nach Abweichung wird zuerst der Heizkessel gleitend von 110°C auf 80 bzw. 70°C herunter gefahren und im Anschluß daran die Umwälzpumpe getaktet oder die Drehzahl nach unten verändert.

Steigt der Energiebedarf an, wird zuerst bei gleichbleibender Kesselwassertemperatur die Fördermenge über die Pumpendrehzahl erhöht und anschließend die Heizkesseltemperatur angehoben.

Das Mischventil wird im Betriebszustand manuell fest eingestellt.

Dies ist möglich, da eine in einem engen Bereich differierende Rücklauftemperatur um einen konstanten Wert angehoben werden muß, um z. B. bei Holzkesseln die erforderlichen 60°C Rücklauftemperatur zu erreichen.

Um die Heizkesselleistung voll auszunutzen muß ein motorbetriebenes Beimischventil eingesetzt werden. Dadurch garantiert man eine konstante Rücklauftemperatur, die unabhängig von der Vorlauftemperatur gehalten wird.

Claims (1)

1. Der Heizkessel (1) wird mit einer Kesseltemperatur zwischen 80 und 110°C gleitend gefahren und vom Kesselthermostaten/Fühler (8) überwacht.
   Die Kesselkreispumpe (2) ist gleichzeitig die Netzpumpe und wird vom Zentralgerät (7) lastabhängig drehzahlgesteuert oder getaktet.
   Zur Rücklaufanhebung wird ein manuell einzustellendes Dreiwegeventil (3) eingebaut, das je nach Anlagengröße und Regelgenauigkeit motorisch zu steuern ist.
   In den Netzrücklauf wird ein Fühler (4) zur Überwachung einer konstanten Rücklauftemperatur z. B. 45°C eingesetzt.
   Der Fühler (4) gibt den Meßwert an das Zentralgerät, das je nach Abweichung vom eingestellten Sollwert den Takt oder die Drehzahl der Pumpe erhöht oder verringert.
   Die Übergabestation besteht aus einem Rücklauftemperaturbegrenzer-Ventil (6) und einem Plattenwärmetauscher (5). Der Wärmemengenzähler wird auf der Anschlußnehmerseite installiert.
   Die Anlage wird somit immer nach dem momentanen Energieverbrauch im Netz geregelt.