DE19910829A1 - Mehrkreiswärmetauscher - Google Patents

Abstract

Eine Wärmeübergabestation weist einen Wärmetauscher auf, der wenigstens in zwei Wärmetauscherteile unterteilt ist. Diese sind sekundärseitig voneinander getrennt, während sie primärseitig zusammengeschaltet sind und eine bauliche Einheit bilden. Der Wärmetauscher kann aus einzelnen Wärmetauschermodulen aufgebaut sein. Damit ergibt sich eine Batterie einzelner Wärmetauschermodule, die nebeneinander an gemeinsame Versorgungsschienen angeschlossen sind. Durch die Aufteilung des Wärmetauschers in zwei voneinander getrennte Wärmetauscherteile können die betreffenden Wärmetauscherteile nach den Gegebenheiten angeschlossener Wärmeabnehmer optimal ausgelegt und eingestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübergabestation mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Zur Übergabe von Wärme zwischen Wärmeträgermedien, bspw. zur Wärmeübergabe zwischen Dampf und Wasser oder Heißwasser und Wasser in fernwärmebetriebenen Heizungs­ systemen oder in lokalen Wärmeverteilungsnetzen, wie Werkswärmesystemen, dienen häufig Wärmeübergabestationen, die einen Wärmetauscher enthalten, der einen vorhandenen primären und einen sekundären Medienkreislauf voneinander trennt, sie thermisch jedoch verbindet. Hier durchspülen die Medien vorhandene Kanäle mit der entsprechenden Tempe­ ratur. Dadurch kann es zum korrosiven Angriff kommen. Ins­ besondere Löt- und Schweißstellen sind gefährdet. Außerdem kann es bei entsprechender Werkstoff/Medienpaarung dazu kommen, dass sich Material des Wärmetauschers in dem Medi­ um löst. Beiden Aspekten kommt je nach Anwendungsfall mehr oder weniger Bedeutung zu.

Aus der DE 44 42 222 C2 ist eine Wärmeübergabestation mit einem Wärmetauscher bekannt, der aus Modulen oder Mo­ dulbaugruppen zusammengesetzt ist. Diese sind sowohl pri­ märseitig als auch sekundärseitig parallel zueinander an­ geschlossen. Der primärseitige Vorlaufstrom verzweigt sich auf alle Module und Modulbaugruppen und die primärseitigen Ausgänge der Module oder Modulbaugruppen werden an einer gemeinsamen Rücklaufleitung zusammengefasst. Auch die se­ kundärseitigen Vorläufe und Rückläufe der jeweiligen Modu­ le und Modulbaugruppen sind zueinander parallel geschaltet oder angeschlossen. Der Wärmetauscher ist somit aus einer größeren Zahl Einzelmodulen zusammengesetzt. Diese beste­ hen aus Kupfer, um einen guten Wärmeübergang sicherzustel­ len. In dem an den Wärmetauscher angeschlossenen Sekundär­ kreis verzweigt die Vorlaufleitung auf mehrere Wärmeabneh­ mer, bspw. mehrere Warmwasserheizungen und einen Warmwas­ serbereiter. Hier wird die Wärme zum zweiten Mal auf ein weiteres Medium, nämlich Trinkwasser, übertragen. Der Wär­ metauscher hingegen kann nur dazu dienen, die Fernwärme auf den Sekundärkreislauf zu übertragen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Wärmetauscher zu schaffen, der vielseitiger und flexibler einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Wärme­ tauscher gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher weist wenigstens zwei Wärmetauscherteile auf, die sekundärseitig vonein­ ander getrennt sind. Primärseitig sind sie jedoch nicht getrennt, d. h. ausgehend von einem Wärmetauscher können wenigstens zwei Wärmeabnehmerkreise oder Wärmeverbraucher mit Wärme versorgt werden, wobei die Wärmeabnahme an einem Wärmetauscherteil die Wärmeabnahme an dem anderen Wärme­ tauscherteil nicht beeinflusst. Der Wärmetauscher kann dabei eine unterschiedliche Regulierung seiner beiden Wär­ metauscherteile gestatten, in dem diese bspw. mit jeweils gesonderten Regelventilen verbunden sind.

Vorzugsweise sind die beiden Wärmetauscherteile des Wärmetauschers aus unterschiedlichen Materialien herge­ stellt. Bspw. kann ein Wärmetauscherteil aus Kupfer und ein anderer aus Edelstahl gefertigt sein. In dieser Bi­ metallausführung gestattet der Wärmetauscher den Betrieb eines Wärmeabnehmerkreises, der an den Wärmetauscherteil aus Kupfer angeschlossen ist, mit einer sehr guten Wärme­ übertragung zwischen Primärmedium und Sekundärmedium. Der aus Edelstahl gefertigte Teil des Wärmetauschers kann hin­ gegen bspw. unmittelbar oder mittelbar über einen weiteren Wärmetauscher zur Trinkwassererwärmung verwendet werden. Ein gesonderter Boiler oder anderweitiger Warmwasserberei­ ter kann in Sonderfällen entfallen. Somit sind Heizkreise und Brauchwasserkreise parallel zueinander an das Fern­ wärmenetz anschließbar. Zur Verknüpfung mit dem Fernwärme­ netz dient ein einziger Wärmetauscher der aus entsprechen­ den Wärmetauscherteilen oder -einheiten zusammengesetzt ist. Der Wärmetauscher ermöglicht somit die Trinkwasser­ erwärmung ohne Gefahr für die Wasserqualität.

Vorzugsweise sind die Wärmetauscherteil jeweils aus ein oder mehreren Wärmetauschermodulen zusammengesetzt, wobei die Wärmetauschermodule aus unterschiedlichen Mate­ rialien gefertigt sein können. Hier sind jeweils aus ein und demselben Material bestehende Wärmetauschermodule zu einem Wärmetauscherteil oder einer Wärmetauschereinheit zusammengefasst, wobei die Wärmetauscherteile sekundärsei­ tig unverbunden sind. Dies bedeutet, dass ein Medium, das einen Wärmetauscherteil sekundärseitig durchflossen hat, auf keinem Wege auf die Sekundärseite des anderen Wärme­ tauscherteils oder der anderen Wärmetauschereinheit ge­ langen kann. Der Wärmetauscher hat somit vier Sekundär­ anschlüsse, zu denen zwei Vorlaufanschlüsse und zwei Rück­ laufanschlüsse gehören sowie wenigstens zwei Primär­ anschlüsse, zu denen ein Vorlauf- und ein Rücklauf­ anschluss gehören. Bedarfsweise können auch zwei primäre Vor- oder Rücklaufanschlüsse vorgesehen werden, um die Wärmetauscherteile gesondert regeln zu können.

Die Wärmetauschermodule sind vorzugsweise an Verteilerleitungen angeschlossen, die wiederum aus einem spezifischen Material gefertigt sein können. Hierdurch sind jedoch Materialschnittstellen definiert, die ein ein­ faches Recycling ermöglichen. Zum sortenreinen Materialre­ cycling müssen lediglich die einzelnen Wärmetauschermodule von den Verteilungsleitungen abgetrennt und entsprechend sortiert werden. Ein weiterer Aufschluss der Wärme­ tauschermodule ist nicht erforderlich, wenn diese jeweils aus einem einzigen Material hergestellt sind. Dies ist außerdem für die Wasserqualität vorteilhaft, wenn Brauch­ wasser erwärmt werden soll. Es wird so vermieden, dass auf der Brauchwasserseite Lokalelemente entstehen, die dazu führen können, dass Metalle in Lösung gehen. Außerdem wird der korrosive Angriff minimiert, was der Haltbarkeit und Lebensdauer der Wärmetauschermodule und somit des gesamten Wärmetauschers bzw. der Wärmeübergabestation zugute kommt.

Die Wärmetauschermodule sind vorzugsweise mit den primären und sekundären Vorlauf- und Rücklaufverteilerlei­ tungen verschraubt. Dadurch wird die Wartung, bspw. durch Austausch einzelner Wärmetauschermodule, besonders ein­ fach. Außerdem können Anlagenkonfigurationen oder Ausle­ gungen nachträglich in relativ weiten Grenzen geändert werden, indem einzelnen Wärmetauschermodule hinzugefügt oder weggenommen werden. Außerdem können Module, Teile oder auch der gesamte Wärmetauscher komplett vorgefertigt sein.

Der Wärmetauscher untersteht vorzugsweise der Rege­ lung einer Regeleinrichtung, die die Wärmeabgabe an beide oder mehrere vorhandene Sekundärkreise gesondert überwacht und die einzelnen Wärmetauscherteile entsprechend regu­ liert. Vorteilhafterweise ist somit an jeden Wärme­ tauscherteil wenigstens ein Temperatursensor angeschlos­ sen. Es können jedoch auch Sensoren an jedem einzelnen Modul angeordnet werden. Die Module können einzeln oder gruppenweise gesteuert werden.

Die Wärmetauschermodule können Rohrbündelwärmetau­ scher oder Plattenwärmetauschermodule sein. In beiden Fäl­ len ist jedoch eine Monometallausführung zweckmäßig. Be­ darfsweise können alle Wärmetauschermodule identische An­ schlussmaße aufweisen, so dass die Montage nach industrieller Vorfertigung der Module besonders einfach ist. Der Wärmetauscher kann auch insgesamt industriell vorgefertigt sein.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und/oder der Beschreibung sowie aus Unteransprüchen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Wärmeübergabestation in schematischer ausschnittsweiser Darstellung,

Fig. 2 die Wärmeübergabestation nach Fig. 1, mit angeschlossenen Wärmeverbrauchern, in Prinzipdarstellung,

Fig. 3 eine weitere Wärmeübergabestation in aus­ schnittsweiser, perspektivischer und vereinfachter Dar­ stellung,

Fig. 4 eine Wärmeübergabestation mit einem Warmwas­ serspeicher, in Prinzipdarstellung,

Fig. 5 einen Wärmetauscher mit einem Restwärmever­ wertungsteil als Baugruppe, in Prinzipdarstellung,

Fig. 6 den Wärmetauscher nach Fig. 5. mit Darstel­ lung seiner einzelnen Wärmetauscherteile,

Fig. 7 einen Wärmetauscher mit doppelter Restwärmen­ utzung als Baugruppe, in Prinzipdarstellung,

Fig. 8 den Wärmetauscher nach Fig. 7, mit Darstel­ lung seiner einzelnen Wärmetauscherteiler,

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines Wärmetau­ schers mit doppelter Restwärmenutzung als Baugruppe, in Prinzipdarstellung, und

Fig. 10 den Wärmetauscher nach Fig. 9, mit Darstel­ lung seiner Wärmetauscherteile.

In Fig. 1 ist eine Wärmeübergabestation 1 ver­ anschaulicht, zu der ein Wärmetauscher 2 gehört. Die Wär­ meübergabestation 1 dient dazu, Wärme aus einem nicht wei­ ter veranschaulichten Fernwärmenetz an ein oder mehrere Heizkreise 3, 4, 5, 6 zu übertragen (Fig. 2). Außerdem dient sie dazu, ein Brauchwassernetz 7 mit erwärmtem Brauchwasser zu versorgen.

Der Wärmetauscher 2 weist einen ersten Wärmetauscher­ teil 11 und einen zweiten Wärmetauscherteil 12 auf, die einen gemeinsamen Vorlaufanschluss 01 zum Anschluss an das primärseitige Fernwärmenetz aufweisen. Der Wärmetauscher 2 weist außerdem einen primären Rücklaufanschluss 02 auf, der an die Rücklaufleitung des Fernwärmenetzes angeschlos­ sen ist. Der Wärmetauscherteil 11 weist sekundär einen eigenen Vorlaufanschluss 04a und einen eigenen Rücklauf­ anschluss 03a auf. Entsprechend ist der Wärmetauscherteil 12 sekundär mit einem eigenen Vorlaufanschluss 04 und ei­ nem eigenen Rücklaufanschluss 03 versehen. Beide Wärmetau­ schereinheiten 11, 12 sind sekundärseitig voneinander vollständig isoliert. Der Vorlaufanschluss 04a weist keine Strömungsverbindung zu dem Vorlaufanschluss 04b und dem Rücklaufanschluss 03b auf. Gleiches gilt für den Rücklauf­ anschluss 03a. Der Wärmetauscherteil 11 ist aus Kupfer gefertigt und dient der Wärmeversorgung der Heizkreise 3, 4, 5, 6 zur Beheizung von Heizkörpern 14 (Fig. 2). Dabei wird die Durchströmung der Heizkreise 3, 4, 5, 6 mittels einer Pumpe 15 aufrecht erhalten. Weitere zum Betrieb der Heizkreise 3, 4, 5, 6 erforderliche oder vorteilhafte Ar­ maturen, wie bspw. Strahlpumpen, Ventile oder sonstige Armaturen, sind nicht veranschaulicht.

Der aus Edelstahl bestehende Wärmetauscherteil 12 dient hingegen der Brauchwassererwärmung. Sein Rücklauf­ anschluss 03b ist an einer Heizschlange 15a eines Boilers 15 angeschlossen, der zu einem Trinkwassernetz gehört. Die Vorlaufleitung 04b führt über eine Pumpe 15b zu dem Boiler 15. Dieser ist über eine Speiseleitung 16 an ein Trink­ wassernetz angeschlossen. Außerdem speist er das Brauch­ wassernetz 7. Sind alle Zapfstellen geschlossen, erfährt der Boiler 15 keine Wärmeabnahme. Eine zwischen dem Ver­ laufschluss 04b und dem Rücklaufanschluss 03b vorgesehene Pumpe 72 dient bedarfsweise noch zur Aufrechterhaltung eines Kreislaufs. Wie ersichtlich, sind beide Wärmetau­ scherteile 11, 12 insoweit voneinander thermisch unabhän­ gig und hinsichtlich der Sekundärmedien getrennt.

Zur Regelung oder Steuerung der Wärmeübergabestation 1 und insbesondere des Wärmetauschers 2 (Fig. 1) sind an die Vorlaufanschlüsse 04a, 04b oder die Wärmetauscherteile 11, 12 Temperatursensoren 21, 22 angeschlossen, deren Aus­ gangssignale über Leitungen 23, 24 zu einer Regeleinrich­ tung 25 geführt sind. Der Regeleinrichtung 25 unterstehen Regelventile 26, 27, die vorzugweise zwischen den Rücklauf 02 der Primärseite und einen jeweiligen von dem Vorlauf­ anschluss 01 durch den Wärmetauscherteil 11 oder 12 füh­ renden Kanal 29, 30 geschaltet sind. Die Regelventile 26, 27 sind vorzugsweise motorbetätigt, wobei ihre Stellmoto­ ren über entsprechende Leitungen 31, 32 an die Regelein­ richtung 25 angeschlossen sind.

Der konstruktive Aufbau des Wärmetauschers 2 ist aus Fig. 3 schematisch ersichtlich. Die Wärmetauscherteile 11, 12 des Wärmetauschers 2 sind selbst wiederum aus Modu­ len aufgebaut. Der Wärmetauscherteil 11 weist zwei Wärme­ tauschermodule 41, 42 auf, die vollständig aus Kupfer be­ stehen. Der Wärmetauscherteil 12 ist hingegen aus drei Wärmetauschermodulen 43, 44, 45 aufgebaut, die vollständig aus Edelstahl bestehen. Ansonsten sind die Wärmetauscher­ module 41 bis 45 untereinander baugleich. Insbesondere weisen sie gleiche Anschlussmaße auf. Die Wärmetauschermo­ dule 41 bis 45 sind jeweils insgesamt mit vier Anschlüssen versehen: einem primären Modulvorlaufanschluss M-01, einem Modulrücklaufanschluss M-02, einen sekundären Modulrück­ laufanschluss M-03 und einen sekundären Modulvorlaufan­ schluss M-04 auf. Alle Anschlüsse jedes Moduls 41 bis 45 sind dabei vorzugsweise vertikal in einer Linie überein­ ander angeordnet. Vorzugsweise sind die entsprechenden Anschlüsse etwa horizontal ausgerichtet und mit Verschrau­ bungen oder sonstigen Verbindungsmitteln versehen.

Zur primärseitigen Speisung der Wärmetauschermodule 41 bis 45 dient eine Vorlaufverteilereinrichtung 51, die durch ein relativ weites, im Wesentlichen horizontal an­ geordnetes Rohr gebildet wird. Dieses ist an einer Seite mit einer Reihe von jeweils seitlich abzweigenden An­ schlüssen 52 versehen. Diese können, wenn Heißwasser als Wärmeträgermedium verwendet wird, seitlich abzweigen. Bei Dampfsystemen wird aus Entwässerungsgründen ein Abzweig an der Unterseite der Vorlaufverteilereinrichtung 51 bevor­ zugt. Während die Vorlaufverteilereinrichtung 51 an einer Seite geschlossen ist, ist sie an ihrer anderen Seite über einen Flansch mit einer Sicherheitsventilanordnung 53 ver­ bunden. Diese sperrt den Dampfzustrom oder den Zustrom eines sonstigen Wärmeträgers in Gefahren- oder Havariefal­ le. Bedarfsweise kann das Sicherheitsventil 53 auch zur Regulierung der Arbeit des Wärmetauschers 2 herangezogen werden, bspw. um bei Schwachlast den Druck abzusetzen.

Die primären Modulrücklaufanschlüsse M-02 sind für jeden Wärmetauscherteil 11, 12 gesondert zusammengefasst. Dazu dienen Rücklaufsammlereinrichtungen 54, 55, die je­ weils durch ein vorzugsweise horizontal angeordnetes Rohr mit größerem Durchmesser gebildet sind. Jede Rücklauf­ sammlereinrichtung 54, 55 weist seitliche Abzweige 56 auf, an die die primären Modulrücklaufanschlüsse M-02 der Wärmetauschermodule 41 bis 45 angeschlossen sind. Anstelle der einzelnen Rücklaufsammlereinrichtungen 54, 55 kann auch ein durchgehendes Rohr Anwendung finden, das zwischen den beiden Wärmetauscherteilen 11, 12 durch ein Schott, d. h. eine Trennwand in einzelne Kammern unterteilt ist. Der Vorteil liegt dann in der linken Anpassbarkeit der Rücklaufverteilereinrichtung durch entsprechendes Einset­ zen der Trennwand.

Jede Rücklaufsammlereinrichtung 54, 55 weist ein ent­ sprechendes Anschlussmittel, bspw. einen Flansch auf, an den die Regelventile 26, 27 angeschlossen sind. Außerdem ist in der Nähe eines zu dem Regelventil 26, 27 führenden Abzweigs ein Einbauplatz 57, 58 für einen Sensor vorgese­ hen.

Sekundärseitig sind die Wärmetauschermodule 41, 42 des Wärmetauscherteils 11 mit ihren Vorlaufanschlüssen M- 04 an einen Vorlaufsammler 61 angeschlossen. Dieser ist als waagerechtes Rohr größeren Durchmessers ausgebildet und weist seitliche Anschlüsse auf. Er ist parallel zu der Vorlaufverteilereinrichtung 51 angeordnet und einseitig geschlossen. An seinem offenen Ende mündet er in eine Messkammer 62, an der Einschraubpositionen 63 für Sensoren vorgesehen sind. Die Messkammer 62 ist eine Durchgangs­ kammer und mit einem Anschluss 64 für die in Fig. 2 sche­ matisch veranschaulichten Heizkreise 3, 4, 5, 6 versehen.

Für den Rücklauf ist ein Rücklaufverteiler 65 vor­ gesehen, der als Rohr mit relativ großem Durchmesser par­ allel zu der Rücklaufsammlereinrichtung 55 angeordnet und mit seitlichen Anschlüssen versehen ist. Der Rücklaufver­ teiler 65 ist mit eine Einbauplatz 65a für einen Sensor versehen. Außerdem kann in seinem Innenraum eine Rohr­ schlange untergebracht sein, deren Anschlüsse 65b, 65c herausgeführt sind und als Anschlüsse für einen weiteren Kreislauf dienen. Über diesen kann ein Restwärme enthal­ tendes Medium, bspw. bei dem Anschluss 65b zu- und bei dem Anschluss 65c abgeführt werden, so dass der sekundäre Rücklauf erwärmt wird, bevor er in die Wärmetauschermodule 41, 42 gelangt. Auf diese Weise lässt sich Prozess-Rest­ wärme verwerten.

Die Wärmetauschermodule 43 bis 45 des Wärmetauscher­ teils 12 sind ebenfalls mit einem Vorlaufsammler 66 ver­ bunden, der keine Strömungsverbindung zu dem Vorlaufsamm­ ler 61 aufweist. Er ist in gerader Verlängerung zu dem Vorlaufsammler 61 angeordnet und kann mit diesem über ei­ nen Steg 67 mechanisch verbunden sein, der zur mechani­ schen Verbindung dient, aber keine Strömungsverbindung liefert. Gleiches gilt für einen Rücklaufverteiler 68, der wie der Rücklaufverteiler 65 ausgebildet und mit seinen entsprechenden Wärmetauschermodulen 43 bis 45 verbunden ist. Die Rücklaufverteiler 65, 68 können untereinander mechanisch durch einen Steg 69 verbunden sein, um die ge­ wünschte mechanische Stabilität herbeizuführen. Alternativ kann ein durchgehendes Rohr mit Trennwand Anwendung fin­ den.

Die vorlaufseitige Messkammer kann, wie in Fig. 3 links darstellt ist, auch durch eine gerade Verlängerung des Vorlaufsammlers 66 ausgebildet sein. Dieser weist dazu mehrere Einbauplätze 66a für Sensoren auf. Gleiches gilt für den Rücklaufverteiler 68, der an seinem Einströmende mehrere Einbauplätze 68a für Sensoren aufweist. Außerdem kann der Rücklaufverteiler 68, wie der Rücklaufverteiler 65 mit einer Rohrschlange versehen sein, deren Enden 68b, 68c als Anschlüsse herausgeführt sind und der Zu- bzw. Abführung von Restwärme enthaltendem Medium dienen.

Die Rücklaufsammlereinrichtungen 54, 55 können dann das weiter ausgekühlte, von den Anschlüssen 68c bzw. 65c abgegebene, Medium aufnehmen. Dazu dienen einseitig offe­ ne, in den Rücklaufsammlereinrichtungen 54, 55 mündende Rohrschlangen, deren jeweiliger Eingang 54a, 55a nach au­ ßen geführt ist.

Der gesamte Wärmetauscher 1 kann ganz oder teilweise mit einer Wärmeisolierung versehen sein. Diese ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 3 weggelassen.

Die insoweit beschriebene Wärmeübergabestation 1 ar­ beitet wie folgt:
Die in Fig. 2 veranschaulichte Wärmeübergabestation 1 wird an dem Vorlaufanschluss 01 mit Dampf oder einem anderweitigen Wärmeträger versorgt. Dieser teilt sich auf die beiden Wärmetauscherteile 11, 12 auf. Sind die Regel­ ventile 26, 27 geschlossen, füllen sich die Wärmetauscher­ teile 11, 12 über kurz oder lang mit Kondensat, bis sie ganz geflutet sind. Die Größe der Heizflächen geht damit gegen Null und es findet keine Wärmeübertragung mehr auf die Sekundärkreise statt.

Tritt nun in einen oder mehreren Wärmeabnehmerkreisen 3, 4, 5, 6 Wärmebedarf auf und ist oder wird die Pumpe 15 bspw. durch ein entsprechendes Signal der Regeleinrichtung 25 eingeschaltet, ist der Sekundärkreis, an den der Wärme­ tauscherteile 11 angeschlossen ist, wärmeaufnahmefähig. Die Regeleinrichtung 25 öffnet nun das Regelventil 26, um Kondensat aus dem Wärmetauscherteil 11 auszulassen. Nach­ strömender Dampf kondensiert nun unter Wärmeabgabe an den Sekundärkreis in dem Wärmetauscherteil 11. Die Regelein­ richtung 25 hält den Kondensatausfluss durch entsprechende Nachführung des Regelventils 26 dabei auf einem solchen Wert, dass über den nachströmenden Dampf gerade die ge­ wünschte Wärmemenge in den Sekundärkreis übertragen wird. Dies kann bspw. durch Temperaturregelung erfolgen. Die Heizung ist somit aktiv.

Wird nun eine vorgegebene Brauchwassertemperatur ge­ wünscht, öffnet die Regeleinrichtung 25 das Regulierventil 27, um auch aus dem Wärmetauscherteil 12 Kondensat auszu­ lassen. Der nachströmende Dampf erhitzt das in dem Wärme­ tauscherteil 12 vorhandene Wasser. Dieses wird in einem Kreislauf geführt.

Ist ein größerer Brauchwasservorrat erwünscht, eine doppelte Systemtrennung jedoch nicht erforderlich, kann an dem Wärmetauscherteil 12 ein Brauchwasserspeicher 71 an­ geschlossen sein, wie Fig. 4 veranschaulicht. Von dessen Ausgang kann eine Umwälzpumpe 72 an den Vorlaufanschluss 03b angeschlossen sein. Reicht die Wärmeübertragungslei­ stung der Wärmeübertragermodule 43, 44, 45 zur Erzeugung des maximal erforderlichen Warmwasserstroms aus, kann auf einen Warmwasserspeicher 71 evtl. verzichtet werden.

Die Regeleinrichtung 25 stellt in jedem Betriebszu­ stand sicher, dass an den Ausgängen der Wärmetauscherein­ richtungen 43 bis 45 die gewünschte Temperatur vorhanden ist. In der Ausführungsform mit Warmwasserspeicher 71 wird dadurch der Warmwasserspeicher 71 auf die gewünschte Tem­ peratur gebracht. Ist kein Warmwasserspeicher vorhanden, wirken der Wärmetauscherteil 12 als Durchlauferhitzer. Beide Betriebsarten sind in Abhängigkeit von der im Ein­ zelnen getroffenen Dimensionierung möglich.

Durch die Trennung des Wärmetauschers 2 in zwei Wär­ metauscherteile 11, 12, die aus unterschiedlichen Materia­ lien gefertigt sind, kann der dem Heizkreis zugeordnete Wärmetauscher 11 hinsichtlich seiner Wärmeübertragung op­ timiert und aus Kupfer gefertigt werden, während der dem Brauchwasserkreis 7 zugeordnete Wärmetauscherteil 12 nach hygienischen Gesichtspunkten optimiert und bspw. aus Edel­ stahl gefertigt sein kann. Dadurch ist ein Wärmetauscher 2 mit chemisch und physikalisch getrennten Sekundärkreisen geschaffen.

Fig. 5 veranschaulicht ein Prinzipbild des Wärmetau­ schers 2 mit seinen beiden Wärmetauscherteilen 11, 12 und einem zusätzlichen Wärmetauscherteil 12'. Sein Vorlauf­ anschluss 04c und sein Rücklaufanschluss 03c sind separat nach außen geführt und dienen zur Aufnahme bzw. Abgabe eines auszukühlenden Wärmeträgermediums, bspw. bei indu­ striellen Prozessen anfallenden Kondensats. Der Wärmetau­ scherteil 12' liegt sekundärseitig im Rücklauf 03b des Wärmetauscherteils 12.

Die innere Struktur des Wärmetauschers 2 ergibt sich aus Fig. 6. Wie ersichtlich, ist der Wärmetauscherteil 12' sekundärseitig mit dem Rücklauf des Wärmetauscherteils 12 in Reihe geschaltet. Der Wärmetauscherteil 12' wird durch eine Rohrschlange gebildet, die bspw. in dem Rück­ laufverteiler 68 angeordnet ist.

Wie Fig. 7 veranschaulicht, kann der Wärmetauscher 2 bedarfsweise auch zwei zusätzliche Wärmetauscherteile 11' 12' aufweisen, wobei im Vergleich zu dem Wärmetauscher 2 nach Fig. 5 zusätzlich noch der Wärmetauscherteil 11' vorgesehen ist, der dem Wärmetauscherteil 11 zugeordnet und, wie Fig. 8 zeigt, sekundärseitig in dessen Rücklauf angeordnet ist. Während bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 der Primärkreis der beiden primärseitig parallel zueinander geschalteten Wärmetauscherteile 11' 12' von dem sonstigen Wärmetauscher getrennt ist und somit keine Fluidverbindung zu dessen Kanälen aufweist, ist bei dem Wärmetauscher 2 nach den Fig. 9 und 10 ein Einspei­ sen des von den Wärmetauscherteilen 11', 12' primärseitig durchgeleiteten und somit ausgekühlten Fluids in die Rück­ laufleitung 02 vorgesehen. Der Vorlauf 04c kann deshalb entfallen. Ansonsten besteht Übereinstimmung mit der vor­ stehend beschriebenen Ausführungsform, jedoch wird der Kondensatsammler, d. h. werden die Rücklaufsammler 54, 55 gleichzeitig auch zu Kondensateinspritzkühlern. Auf diese Weise wird eine Kondensatkühlung ohne Trinkwassereinspei­ sung erzielt. Verschleppung von Ionen und Salzen in das hochwertige Kondensat wird somit vermieden.

Eine Wärmeübergabestation 1 weist einen Wärmetauscher 2 auf, der wenigstens in zwei Wärmetauscherteile 11, 12 unterteilt ist. Diese sind sekundärseitig voneinander ge­ trennt, während sie primärseitig zusammengeschaltet sind und eine bauliche Einheit bilden. Der Wärmetauscher 2 kann aus einzelnen Wärmetauschermodulen aufgebaut sein. Damit ergibt sich eine Batterie einzelner Wärmetauschermodule 41 bis 45, die nebeneinander an gemeinsame Versorgungsschie­ nen angeschlossen sind. Durch die Aufteilung des Wärmetau­ schers 2 in zwei voneinander getrennte Wärmetauscherteile 11, 12 können die betreffenden Wärmetauscherteile 11, 12 nach den Gegebenheiten angeschlossener Wärmeabnehmer opti­ mal ausgelegt und eingestellt werden.

Claims (18)

1. Wärmeübergabestation (1), insbesondere zur Wärme­ übergabe von Dampf oder Heißwasser auf Wasser,
mit einem Wärmetauscher (2), der einen primären Vor­ laufanschluss (01) und einen primären Rücklaufanschluss (02) aufweist, die an ein Wärmeträgernetz angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet,
dass der Wärmetauscher (2) einen ersten Wärme­ tauscherteil (11) und einen zweiten Wärmetauscherteil (12) aufweist, die sekundärseitig voneinander getrennt sind.

2. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der erste Wärmetauscherteil (11) durch eine erste Gruppe Wärmetauschermodule (41, 42) gebildet ist, dass der zweite Wärmetauscherteil (12) durch eine zweite Gruppe von Wärmetauschermodulen (43, 44, 45) ge­ bildet ist und dass die Wärmetauschermodule der (41, 42) der ersten Gruppe aus einem anderen Material bestehen als die Wärmetauschermodule (43, 44, 45) der zweiten Gruppe, wobei die Wärmetauschermodule (41, 42) der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe an unterschiedliche Wärmeverbrau­ cher (3, 7) angeschlossen sind.

3. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Wärmetauschermodule (41, 42) der ersten Gruppe mit ihren primären Vorlaufanschlüssen (M-04) zu den Wärmetauschermodulen (43, 44, 45) der zweiten Grup­ pe parallel geschaltet sind.

4. Wärmeübergabestation nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Wärmetauschermodule (41, 42) der ersten Gruppe und die Wärmetauschermodule (43, 44, 45) der zweiten Gruppe mit ihren primären Vorlaufanschlüssen (M- 01) an eine gemeinsame Vorlaufverteilereinrichtung (51) angeschlossen sind, die vorzugsweise aus einem Material besteht, das sich sowohl von dem Material der Wärmetau­ schermodule (41, 42) der ersten Gruppe als auch von dem Material der Wärmetauschermodule (43, 44, 45) der zweiten Gruppe unterscheidet.

5. Wärmeübergabestation nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Wärmetauschermodule (41, 42) der ersten Gruppe und die Wärmetauschermodule (43, 44, 45) der zweiten Gruppe mit ihren primären Ausgangsanschlüssen (M- 02) gruppenweise parallel, jedoch an unterschiedliche Rücklaufsammlereinrichtungen (54, 55) angeschlossen sind, die jeweils zu einem Regelventil (26, 27) führen.

6. Wärmeübergabestation nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Vorlaufverteilereinrichtung (51) und die unterschiedlichen Rücklaufsammlereinrichtungen (54, 55) jeweils eine etwa zylindrisches Hauptgefäß auf­ weisen, von denen in gleichen Abständen Anschlüsse (52, 56) für die Wärmetauschermodule (41, 42, 43, 44, 45, 46) abzweigen.

7. Wärmeübergabestation nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Anschlüsse (52, 56) mit Schraub­ verbindungsmitteln versehen sind.

8. Wärmeübergabestation nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die sekundären Vorlauf- und Rücklauf­ anschlüsse (M-03, M-04) der Wärmetauschermodule (52, 56) der ersten und der zweiten Gruppe jeweils mit einer Vorlaufsammler- bzw. Rücklaufverteilereinrichtung (61, 66; 65, 68) verbunden sind, die durch jeweils ein Gefäß mit seitlich in gleichen Abständen abzweigenden Anschlüssen ist.

9. Wärmeübergabestation nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Anschlüsse mit Schraubverbindungs­ mitteln versehen sind.

10. Wärmeübergabestation nach Anspruch 6 und 8, da­ durch gekennzeichnet,
dass die Anschlüsse der primären Vorlaufverteilerein­ richtung (51) für alle Wärmetauschermodule (41, 42, 43, 44, 45, 46) auf einer gemeinsamen Linie angeordnet und parallel zueinander ausgerichtet sind,
dass die Anschlüsse der primären Rücklaufsammlerein­ richtung (54, 55) für alle Wärmetauschermodule (41, 42, 43, 44, 45, 46) auf einer gemeinsamen Linie angeordnet und parallel zueinander ausgerichtet sind,
dass die Anschlüsse der sekundären Vorlaufsammlerein­ richtung (61, 66) für alle Wärmetauschermodule (41, 42, 43, 44, 45, 46) auf einer gemeinsamen Linie angeordnet und parallel zu einander ausgerichtet sind und
dass die Anschlüsse der sekundären Rücklaufverteiler­ einrichtung (65, 68) für alle Wärmetauschermodule (41, 42, 43, 44, 45, 46) auf einer gemeinsamen Linie angeordnet und parallel zu einander ausgerichtet sind.

11. Wärmeübergabestation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschermodule (41, 42) der ersten Gruppe jeweils wenigstens einen von dem primären Eingangsanschluss zu dem primären Ausgangsanschluss füh­ renden Kanal aus Kupfer aufweisen und vorzugsweise ganz aus Kupfer bestehen.

12. Wärmeübergabestation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschermodule (43, 44, 45) der zweiten Gruppe jeweils wenigstens einen von dem primä­ ren Eingangsanschluss zu dem primären Ausgangsanschluss führenden Kanal aus Edelstahl aufweisen und vorzugsweise ganz aus Edelstahl bestehen.

13. Wärmeübergabestation nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschermodule (41, 42) der ersten Gruppe an wenigstens einen Wärme­ versorgungskreislauf (3) angeschlossen sind.

14. Wärmeübergabestation nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschermodule (43, 44, 45) der zweiten Gruppe zur Speisung einer Brauchwas­ seranlage (7) dienen.

15. Wärmeübergabestation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Regeleinrichtung (25) auf­ weist, an die Regelventile (26, 27) der Rücklaufsammler­ einrichtungen (54, 55) angeschlossen sind, die von der Regeleinrichtung (25) unabhängig voneinander regelbar sind.

16. Wärmeübergabestation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass den Wärmetauschermodulen (41, 42) der ersten Gruppe und den Wärmetauschermodulen (43, 44, 45) der zweiten Gruppe jeweils wenigstens ein Temperatursensor (21, 22) zugeordnet ist und dass die Regeleinrichtung (25) die von dem Temperatursensor (21, 22) erfasste Temperatur mit einer konstanten oder zeitabhängig vorgegebenen Soll­ temperatur vergleicht und dem Ergebnis des Vergleichs ent­ sprechend das jeweilige Regelventil (26, 27) einstellt.

17. Wärmeübergabestation nach Anspruch 11, 12 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der primären Vorlaufvertei­ lereinrichtung (51) ein Ventil (53) vorgeschaltet ist, über das der Dampfdruck von der Regeleinrichtung (25) ein­ stellbar ist.

18. Wärmeübergabestation nach Anspruch 11, 12 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschermodule (41, 42) der ersten Gruppe und die Wärmetauschermodule (43, 44, 45) der zweiten Gruppe jeweils an eine eigene Vorlaufver­ teilereinrichtung angeschlossen sind, der jeweils ein ge­ sondertes Ventil vorgeschaltet ist, über das der Dampf­ druck von der Regeleinrichtung (25) für die Wärmetauscher­ module (41, 42, 43, 44, 45, 46) gruppenweise separat ein­ stellbar ist.