DE2004374C - Speicherheizungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Speicherheizungsanlage mit drucklosem Dampf-Kondensat-Kreislauf, bei dem in einem Wärmespeicher Wasser verdampft, der Dampf zu Heizzwecken dabei kondensiert und das Kondensat dem Speicher erneut zugeführt wird, wobei ferner an den Dampf-Kondensat-Kreislauf über eine Leitung ein Expansionsgefäß angeschlossen ist.

Derartige Speicherheizungsanlagen besitzen im allgemeinen einen Wärmespeicher, der mit billiger elektrischer Energie während der Nachtstunden aufgeheizt und dessen Wärmeinhalt während der Hochtarifzeiten für elektrische Energie zur Aufheizung und Verdampfung von Wasser benutzt wird, wobei der Dampf entweder direkt als Heizmittel eine Dampfheizung durchströmt oder in einem Kondensator des primü^ren Dampf-Kondensat-Kreislaufes zur Aufwärmung jines sekundären Wasserheizungskreislaufes dient.

Abhängig \on dem als Wärmespeichermedium benutzten Material — als Speichermedien werden beispielsweise keramische Stoffe. Gußeisen oder aus Härtereibetrieben bekannte Salze (Alkali-Nitrate oder -Nitrite) verwendet — werden die Speicher während der Nacht bei derartigen Anlagen auf beispielsweise 500 bis 700 C aufgeheizt.

Bei der Verdampfung des Wassers in Jem Dampf-Kondensat-Kreislaui, der sehr häufig als druckloses System mit einem offenen Expan ionsgefäß ausgebildet ist. treten infolge der hoch aufgeheizten Heizflächen des Speichers durch die pR.zliche Bildung relativ großer Dampfmengen große Druckerhöhungen im Speicher auf, durch die das Wasser weitgehend aus dem Speicher verdrängt wird. Dadurch gelangt Dampf in die bereits zuvor vom Wasserspiegel bedeckten und daher relativ kalten Teile des Speichers. Ein Teil des Dampfes kondensiert dort wieder, was zu Druckerniedrigungen und zu einem Wiederanstieg des Wasserspiegels führt, wodurch die geschilderte plötzliche Verdampfung wiederum ausgelöst wird. Als Gesamterscheinung der geschilderten Ereignisse kommt es zu starken Pendelungen des Wasserstandes in dem Speicher und damit in dem gesamten Primärkreislauf. Diese Pendelungen führen zu Geräuschbelästigungen und stark schwankenden mechanischen und thermischen Belastungen des gesamten Primärkrcislaufes. Darüber hinaus findet dadurch ein dauernder Wärmetransport in Richtung auf das Expansionsgefäß hin statt, der zu Wärmeverlusten führt und den Wirkungsgrad der Anlage beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Pendelungen möglichst weitgehend abzuschwächen, was erfiiuliingsyemäß dadurch erreicht wird, daß in der /um Expansionsgefäß führenden Leitung ein in Richtung zum Expansionsgefäß öffnendes Riickschlngorgan und parallel dazu eine einstellbare Drosselvorrichtung vorhanden sind.

Mit Hilfe des RUckschlagorgans gelingt es bei plötzlichen Druckerhöhungen im Primärkreislauf, eine große Wassermenge in das Expansionsgefäß entweichen zu lassen, während bei der anschließenden Druckerniediigung das Wasser nur langsam wieder in den Speicher zurückfließen kann. Dadurch wird der Pendelausschlag des Wasserspiegels in den heißen Teil des Speichers hinein gebremst, so daß ilic dabei plötzlich verdampfende Wassermenge und damit die auftretende Druckerhöhung gentler wurden.

Vorteilhafterweise kann der öffnungsquerschnit·

des Drosselorgans " temperaturabhängig geregelt werden, wozu beispielsweise die Dampftempera-

tur am Austritt des Wärmespeichers benutzt werden kann.

Um den erwähnten Wärmetransport zum Expansionsgefäß, der zur Aufheizung des Gefäßes und bei offenen Expansionsgefäßen unter Umständen zu Wasserverlusten im System führt, zu vermindern, ist ίο es möglich, zwischen den beiden Organen und der Vasserzuführungsleiiung zu dem Speicher einen Dampfabscheider einzubauen, in den die Rückführleitung für das Kondensat mündet. Der gleichen Aufgabe kann zusätzlich eine Wasservorlage dienen, die zwischen dem Dampfabscheider und dem Expansionsgefäß vorgesehen werden kann.

Der Dampfabscheider vermindert dabei einen Dampfdurchtritt zum Expansionsgefäß, der besonders zu Beginn der Entladung des Speichers ao durch Dampfaustritt an der Unterseite desselben auftreten kann, da bei diesem Betriebszustand nur eine relativ geringe Höhe der Wassersäule in dem Speicher vorhanden ist. Die Wasservorlagc vermindert die Höhe der Pendelausschläge in der zum Expansionsgefäß führenden Leitung und verlangsamt dadurch den Wärnietransport.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels für den Dampf-Kondensat-Kreislauf einer Speicherheizungsanlage im folgenden näher erläutert.

In den Speicher 1 mündet unten eine Leitung 2, durch die Wasser in den Speicher 1 eingespeist wird, während der im Speicher 1 gebildete Dampf über eine Dampfsammellcitung 3 einer angeschlossenen, nicht gezeigten Heizungsanlage entweder direkt zugeführt wird oder zur Wärmeabgabe an eine solche Anlage in einem Kondensator dient; von dem Kondensator ist nur die unter Umständen zu einem Dampfkühler erweiterte Kondensatrückführleitung 4 gezeigt. Diese Leitung mündet in einen Dampfabscheider 5. an den auch die Leitung 2 für die Einspeisung des Wassers in den Speicher 1 angeschlossen ist.

In dem Dampfabscheider 5 endet eine weitere Leitung 6. die zum Expansionsgefäß 7 führt. In der Leitung 6 ist ein Rückschlagorgan 8 vorgesehen, das in Richtung auf das Expansionsgefäß 7 hin öffnet. In einer ßypass-l.eitung 9, durch die das Riickschlagorgan 8 überbrückt wird, befindet sich eine einstellbare Drosselvorrichtung 10, deren Öffnungsquerschnitt veränderbar ist. In dem gezeigten Beispiel erfolgt die Verstellung des Organs 10 in Abhängigkeit von der Temperatur des den Speicher i verlassenden Dampfes, was durch den Temperaturfühler 11 und eine Signallcitung 12 angedeutet ist. Die Verstellung der Öffnung des Organs 10 erfolgt dabei beispielsweise in der Weise, daß bei sinkender Dampftemperatur die Öffnung vergrößert und bei steigender Dampftemperatur verkleinert wird, um zur Erzielung mindestens annähernd konstanter Heizleistungen bei bereits teilweise entladenem Speicher 1 eine genügend große Wassermenge in den Speicher 1 einzuspeisen,

Der Dampfabscheider 5 hat die Aufgabe, besonders zu Beginn der Entladung bei starken Pendclungen des Wasserstandes unter Umständen aus dem Speicher I durch die Leitung 2 nach rück-

fr

wärts austretenden Dampf durch die Leitung 4 dem Kondensator zuzuführen und auf diese Weise den Dampfdurchtritt zum Expansjonsgefäß 7 zu vermindern.

Zwischen dem Dampfabscheider 5 und dem Expansionsgefäß 7 ist in die Leitung 6 darüber hinaus eine Wasservorlage 13 eingebaut. Diese dient ebenfalls dazu, den Dampfdurchtritt und Wärmetransport zum Expansionsgefäß 7 zu erschweren.

Durch den Einbau des Rückschlagorgans 8 und des Drosselorgans 10 können die Pendelungen des Wasserstandes im Speicher 1 weitgehend gedämpft werden, denn bei plötzlichen Druckerhöhungen im Speicher 1 ist es möglich, daß das durch den Druckanstieg verdrängte Wasser durch das Organ 8 rasch und ohne großen Widerstand in das Expansionsgefäß 7 zurückströmt, während bei der airichließenden Druckentlastung das Wiedereinfiießen des Wassers in den Speicher 1 über das Organ 10 dosiert und gedrosselt erfolgt. Der Wasserstand im Speicher I steigt daher bei Druckentlastungen nicht so weit in dessen heißen Bereich hinein, wodurch eine geringere Wassermenge plötzlich verdampft wird. Das bedeutet aber, daß die bei der plötzlichen Verdampfung auftretende Druckerhöhung und die damit verbundene erneute Wasserverdrängung aus dem Speicher 1 geringer werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Speicherheizungsanlage mit drucklos, m Dampf-Kondensat-Kreislauf, bei dem in einem Wärmespeicher Wasser verdampft, der Dampf zu Heizzwecken benutzt, dabei kondensiert und das Kondensat dem Speicher erneut zugeführt wird, wobei ferner an den Dampf-Kondensat-Kreislauf über eine Leitung ein Expansionsgefäß angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der zum Expansionsgefäß (7) führenden Leitung (6) ein in Richtung zum Expansionsgefäß (7) öffnendes Rückschlagorgan (8) und parallel dazu eine einstellbare Drosselvorrichtung (10) vorhanden sind.

2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung (Kl) temperaturabhängig regelbar ist.

3. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Org?.ien (8, 10) und einer Wasserzuführungsleitung (2) zu dem Speicher (1) ein Dampfabscheider (5) eingebaut ist, in den die Rückführleitung (4) für das Kondensat mündet.

4. Heizungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dampfabscheider (5) und dem Expansionsgefäß (7) eine Wasservorlage (13) vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen