DE2507044A1

DE2507044A1 - Thermische verteilerstation

Info

Publication number: DE2507044A1
Application number: DE19752507044
Authority: DE
Inventors: Josef Dumser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-19
Filing date: 1975-02-19
Publication date: 1976-09-09
Also published as: BE838674A; GB1506304A; JPS51106338A; DE2507044B2; IT1065315B; US4019681A; DK66276A; NL7601715A; FR2301782A1; SE7601887L

Description

Dr.-lng. Herbert Moser

Patentanwalt 7SKeLTlsruhe,HQWck*nl*v>i6 A 714

Anmelder: Josef Bumser, Offenbach-Queich Wilhelm Korner, Ulm

Thermische Verteileratation

Die Erfindung betrifft eine thermische Verteilerstation» bei der ein von einem thermischen Generator, insbesondere von einem Wärmeerzeuger gelieferter Wärmeträger in min-· destens einen Abnahmekreis abgegeben wird.

Thermische Verteilerstationen sind zur Verteilung von Wärmemedien in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Im allgemeinen handelt es sich dabei um an Ort aus Bauelementen der Wärme- und Elektroinstallation zusammengesetzte Anlagen, welche mit dem Vor- und !Rücklauf des Wärme er zeugers, beispielsweise eines Öl- oder Elektrokessels /verbunden werden. Die Wärmeverteilerstation enthält dabei einen Regelkreis oder mehrere Regelkreise mit Umwälzpumpe und Mischventil, die an die einzelnen Abnahmekreise einer Hadiator-Konvektor-Wärmetauscher oder Fußbodenheizanlage angeschlossen werden. Die vorbekannten Verteilerstationen erfordern bei ihrem Aufbau kostspielige Montagearbeiten, ohne daß im Einzelfall

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eine optimale Ie itungs führung mit geringen Wärme Verlusten und leichter Austauschbarkeit der Verschleißteile gewährleistet ist·

Zum Stande der Technik gehören daher bereits fabrikmäßig Torgefertigte Verteiler- bzw. Anschlußeinheiten, welche Bauelemente der elektrischen Regelung sowie Teile der Wärmeinstallation enthalten, wobei lediglich wenige Anschlüsse zum Wärneerzeuger bzw, zu den Abnahmekreisen hergestellt werden müssen. Obwohl diese Zusammenfassung der wichtigsten Bestückungsteile in Baueinheiten bereits eine Vorfertigung und damit eine beachtliche Kostenersparnis ermöglicht, genügen diese Anschlußeinheiten nicht den Forderungen, die an eine universell ausbaufähige Verteilerstation in Kompaktbauweise zu stellen sind. Die Erweiterungsmöglichkeit der einzelnen Anschlußeinheiten ist beschränkt, und eine thermisch sowie elektrisch optimale Anordnung der einzelnen Bauelemente wird dabei nicht erreicht. Die vorbekannten Anschlußteile sind lediglich als Zusammenfassung der Kernstücke der bisherigen ortsfesten Anlagen auf einer gemeinsamen Montageplatte anzusehen, ohne laß eine nach den Gebrauchseigenschaften optimierte und universell einsetzbare Kompaktbauweise vorliegt.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine thermische Verteilerstation, d. h. insbesondere eine Wärmeverteilerstation, aber auch gegebenenfalls eine Verteilerstation für ein Kühlmedium in Anlagen der Klimatechnik zu schaffen, welche mit den erforderlichen Zugang- und Abganganschlüssen vorfertigbar ist und die den gegebenen Verhält-

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nissen hinsichtlich der geforderten Leistungen bei optimaler Raumausnutzung leicht angepaßt werden kann. Das Kennzeichnende der Erfindung ist darin zu sehen, daß zwischen einer im wesentlichen thermische Bauteile enthaltenden Wärmeversorgungssäule und einer im wesentlichen elektrische Bauteile enthaltenden Elektroversorgungssäule eine wahlweise Anzahl von Zwischenbauelementen zur Verteilung des Wärmeträgers auf -den einzelnen Abnahmekreis vorgesehen ist, wobei das Zwischenbauelement ausschließlich Zugang- und Abganganschlüsse des in Beinern Abnahmekreis 'zu verteilenden Wärmeträgers aufweist, und daß ferner an der Wärmeversorgungssäule Anschlüsse für den thermischen Generator und an der Elektroversorgungssäule ein elektrisoher Gesamtversorgungsanschluß angeordnet sind.

Eine solche thermische Verteilerstation bringt in der Trennung von Wärmeversorgungssäule und Elektrovtrsorgungssäule eine neuartige optimale Gesamtkonzeption, wobei zwischen beide Säulen eine entsprechende Anzahl von Zwischenbauelementen mit einer den Abnahmekreisen entsprechenden Bestükkung angeordnet werden kann. Es ergibt sich eine günstige kurze Leitungsführung, sowie eine isolationstechnisch vorteilhafte Zusammenfassung der Energieträger·

In weiterer' Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, daß die Wärmeversorgungssäule und die Elektroversorgungssäule als Standsäulen ausgebildet sind, und daß die Zwischenbauelemente zwischen diesen Säulen in gleichartiger Reihenanordnung liegen, wobei die gemeinsamen Verteileran-' Schlüsse zu den Zwischenbauelementen in mindestens einer

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Querkammer zwischen der Wärmeversorgungssäule und der Elektroversorgungssäule angeordnet sind. Eine solche Querkammer zwischen den Säulen kann zweckmäßig unterhalb der Zwischenbauelemente, gegebenenfalls jedoch auch oberhalb oder unter- und oberhalb dieser Zwischenbauelemente liegen. Einzelne Zwischenbauelemente lassen sich u. U. vorteilhaft zu weiteren Unterbaueinheiten zusammenfassen, welche mehrere gleichartige Zwischenbauelemente enthalten. Die Zwischenbauelemente sind gegebenenfalls vorteilhaft oberhalb und unterhalb der Querkammer bzw. sonstiger Bauteile zwischen den Säulen anzubringen.

Die Zwischenbauelemente können zweckmäßig in an sich bekannter Weise alle für die Regelkreise erforderlichen Förderund Steuerteile, wie Umwälzpumpen mit Motorantrieb und Mischventile enthalten. Besonders vorteilhaft erscheint die Anwendung von Umwälzpumpen, bei denen der Motorantrieb in das Pumpengehäuse eingeschlossen ist. Derartige kombinierte Pumpen-Mischer-Regel- und Steuerautomaten sind bereits bekannt.

Ein besonderer Vorteil hinsichtlich der Raumausnutzung und der Anpassungsfähigkeit in der nachfolgenden Erweiterung einer gegebenen Verteilerstation kann dadurch erreicht werden, daß die Wärmeversorgungssäule und die Elektroversorgungssäule als allseitig freistehende Standteile ausgebildet sind.

Für verschiedene Anwendungsfälle erscheint es zweckmäßig, die Verteilerstation als Hauptverteilerstation zum direkten An-

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Schluß an den zentralen Wärmeerzeuger bzw. Wärmetauscher oder an zentrale Lüftungs- und Klimageräte auszubilden und in der in einem Kellerraum bzw. einem Dachaufsatz vorzusehenden Energiezentrale bzw. in einer Unterstation für Fernwärmeversorgung unterzubringen.

Besonders bei Großbauten kann auch eine andere Aufstellungsart Vorteile bieten, bei der die Verteilerstation als Stockwerk-Unterverteilerstation mit Anschlüssen für Zuleitungen des zentralen Wärme er zeugers oder Wärmetauschers bzw«, des thermischen Generators ausgebildet ist. Bei der Anwendung des Verfahrens mit zentralem thermischem Generator ergeben sich analog zu der bekannten Elektroinstallation Steigleitungen des Vor- und Rücklaufs, welche in den einzelnen Stockwerken mit den Stockwerk-Unterverteilerstationen verbunden werden können. Eine solche Gesamtkonzeption bietet bei großen Bauten erhebliche Vorteile in der Einsparung der Ieitungsführung und in der Isolation der Verteilerleitungen. Außerdem ergibt sich durch die geringen Wärmeverluste eine sehr erwünschte Energieeinsparung. Es kann ferner zweckmäßig sein, die Stockwerk-Unterverteilerstationen mit zugeordneten thermischen Generatoren in den einzelnen Stockwerken zu verbinden, so daß voneinander unabhängige Versorgungseinheiten entstehen.

Ein v/eiterer Vorteil ist bei den letztgenannten Ausführungen in manchen Fällen dadurch erreichbar, daß die Verteilerstation als geschoßhohes Bauelement ausgebildet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine optisch ansprechende Gestaltung

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mit einwandfreier Isolierung der Wärmeinstallation und damit Energiekosteneinsparung sowie brandsicherer Abdeckung der erforderlichen Elektroinstallation^.

Besonders vorteilhaft kann die Verteilerstation einen integrierten Warmwasserbereiter enthalten. Dieser Warmwasserbereiter ist dabei zweckmäßig ein aus der Wärmeversorgungssäule gespeister Wärmetauscher oder ein aus der Elektroversorgungssäule gespeister Elektroboiler. Dadurch wird zusätzlich zur Beheizung oder Kühlung das in vielen Anwendungsfällen erforderliche warme Gebrauchwasser erzeugt.

Die beschriebene Grundkonzeption einer Verteilerstation mit Wärmeversorgungs- und Elektroversorgungssäule sowie dazwischen liegenden Zwiscnenbauelementen läßt sich in der verschiedensten Weise freistehend oder in Gehäusenischen eingebaut als Blockstation größeren Umfanges ausbilden. Dabei kann es zweckmäßig sein, daß zwei Verteilerstationen mit einander zugewandten gleichartigen Versorgungssäulen einen Blockverteiler bilden. Die Verteilerstationen können bei einer größeren Anordnung reihenartig mit gegeneinanderliegenden Wärmeversorgungsgäulen angeordnet sein, wobei jeweils zwei gegeneinander liegende Wärmeversorgungssäulen mit zwei weiteren gegeneinanderliegenden Wärmeversorgungssäulen durch eine zwischengeschaltete Querverbindung mit einem thermischen Generator bzw. entsprechenden Versorgungsleitungen verbunden sind.

Durch die Anwendung der Merkmale der"Erfindung ergibt sich eine platz- und energie sparende Kompakt-Wärme-Verteilerstation,

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die eine universelle Anpassung an gegebene Energieverteilungsaufgaben mit weitgehender Vorfabrikation aller Einzelteile in optimaler Ausführung und Zuordnung ermöglicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt, aus dem sich weitere Erfindungsmerkmale ableiten lassen; es zeigen:

Fig. 1 eine verkleinerte isometrische Ansicht einer Kompakt-Verteilerstation gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Vorderansicht einer geschoßhohen Verteilerstation mit den einzelnen durch Schaltsymbole dargestellten Bestückungselementen,

Fig. 3 eine Anordnung von vierzehn Abnahmekreisen in einer H-förmigen Anordnung von vier Verteilerstationen, welche einen Blockverteiler bilden.

In Figur 1 ist eine allseitig freistehende Verteilerstation dargestellt, welche eine Wärmeversorgungssäule 1 sowie eine Elektroversorgungssäule 2 aufweist. An der Wärmeversorgungssäule 1 befinden sich Anschlüsse 3» 4 für Vor- und Rücklauf des Wärmeträgers aus einem nicht gezeichneten thermischen Generator. Die Elektroversorgungssäule 2 ist mit einem elektrischen Gesamtversorgungsanschluß 5 versehen.

Oberhalb einer Querkammer 6, welche sowohl Teile der Elektroals auch der Wärmeinstallation sowie einer G-ebrauchswasser- -bereitung ' ' ,immt, befinden sich vier Zwischenbauelemente 7t

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ti, 9, 10, welche Zugang- und Abganganschlüsse 11, 12, 13, für vier geregelte Abnahmekreise des Wärmeträgers aufweisen.

Die Koinpakt-Ver teiler station nach Figur 1 kann bei Bedarf verschiedene nicht näher erläuterte Einbauteile, ζ. Β. eine steckerfertige Zapfvorrichtung für die Heizölbrenner-Versorgung zusammen mit Ölförderpumpen, Ölfilter, Abscheider, und Ölmengenzähler enthalten. Bei Verwendung von Gasbrennereinrichtungen kann die Wärmeversorgungssäule 1 die entsprechenden Gasbrennereinrichtungen einschließlich Sicherheitseinrichtungen aufnehmen.

Die Elektroversorgungssäule kann zweckmäßig mit meß-, steuer- und regeltechnischen Geräten, Einrichtungen der Temperaturregelanlagen in verschiedenem Bereich, sowie Sammelstörmeldevorrichtungen und akustischen Signalgebern, ebenso mit elektrischen Leckwarngeräten zur Tanküberwachung von Heiz- und Vorratsbehältern versehen sein.

Einzelheiten des Innenaufbaus von Wärmeversorgungssäule, Zwischenbauelementen und Elektroversorgungssäule sind in der alternativen Ausführung der Figur 2 erkennbar. Die Verteilerstation mit Wärmevereorgungssäule 1 und die Elektroversorgungssäule 2 ist dabei als geschoßhohe, für den Nischeneinbau bestimmte Unterputz- oder als Aufputzausführung gestaltet. Über die Wärmeversorgungssäule 1 und die darin eingebauten kesselanschlußfertigen Wärmeverteilerköpfe 15, für den Hei zungs vor lauf und Rücklauf wird der Wärmeträger

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waagerecht liegenden Wärmeverteilern 17, I^ zugeführt. Gleic· falls waagerecht li&gende BautaÜG 19, 2u enthalten Teil'j der Elektroinstallation. Die Wärmeverteiler 17, 1-- und die Bauteile 1b, 20 bilden zusammen die Bestückung der ,juarkaiamern.

In swei oberhalb bzw. unt^rr-alb dieser bauteile ^u^eurdneton Swischenbaueleiaenten 21, 2^ befinden SiOx₁ iiegelkr-si-GO z~i, 24, welche kombinierte Pumpen-Kischer-iteglsr und Steuerautjiiaten, liotg^-ßabsperr schieber, Entleerungseinriohtungen, Entlüftungseinrichtungen, einen Stellmotor sowie elektronische Steuer- und Schaltelemente einschließlich der i'ernthermometer für den liegeIkreisvorlauf und -rücklauf sowie für den Wärmeversorgungsvorlauf und -rücklauf ent! alten.

Dis vorteilhaft alt einer umfassenden, energiesparenden "■,■[äraeisolation '/ersehene VJärrüeversorgungssäule 1 enthält dabei "Oau.tej.le der Füll- und Entleerungsvorrichtungen, ei- 'uer SaiiMolentleerungsschiene 25 und eines G-e samten twässerangsruhres 25 zur Bedienung der einzelnen Regelkreise. Außerdem sind in der Härmeversorgungssäule 1 automatische hiitlüftungsventile für Ileisungsvor- und -rücklauf, J?'ernthermoiaeter sowie Drucküberwachungsgeräte der Wäraieverteiler vorhanden.

Zwischen dar Viärraeversorgangssäule 1 und der Elektroversor- ^JiDg=:s't'j.l? 2 befindet sich ein in der Yerteilerstation

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und wasserversorgungsseitig ebenfalls von der Wärmeversorgungssäule 1 gespeist wird.

Die Elektroversorgungssäule 2 dient der Aufnahme aller erforderlichen elektrischen Anzeige-, Signal-, Befehls- und Schaltgeräte 28, 29, 30 einschließlich Anschluß- und Verteilerklemmen 31 für den Gesamtstromversorgungsanschluß, den Anschluß des Außentemperaturfühlers und der Regelkreiselemente. Durch eine Kanalverdrahtung in einem Kabelführungskanal 32 sind alle Leitungen bei Änderungen oder Erweiterungen leicht zugänglich.

In die Elektroversorgungssäule können je nach der gegebenen Anlage die verschiedensten Steuer-, Regel- und überwachungseinrichtungen eingebaut werden. Dies betrifft sowohl Brennersteuerungen für Öl- und G-asbrenneranlagen, Steuereinrichtungen für Blockspeicheranlagen und Warmwasserspeicher, für Elektrodenkessel und sonstige Wärmeerzeuger. Außerdem lassen sich Steuer- und Regeleinrichtungen der Warmwasserzirkulationspumpen, der La&epumpen, der Ölförderpumpeu sowie der elektrischen Ventile unterbringen.

Zwischen der Wärmeversorgungssäule 1 und der Elektroversorgungssäule 2 können in den Zwischenbauelementen auch wärme-, kälte- und luftseitig gesteuerte Lüftungs- und Klimageräte untergebracht werden»

auch dabei eine wesentliche Energieeinsparung.

Für die Wärmeverteilerstation wird zweckmäßig eine formschöne, stabile Stahl-Blech-Konstruktion gewählt, welche zur leichten Zugänglichkeit der Anschlußklemmen und sonstigen Innenteile abnehmbare Montagetüren aufweist.

Figur 3 zeigt eine Zusammenfassung von vier Verteilerstationen 33, 34, 35, 36 als freistehender Wärmeblockverteiler, wobei die Einspeisung und die Rückführung zu dem in der Zeichnung nicht dargestellten thermischen Generator
über Anschlußelemente 37, 38 erfolgt. Die einzelnen Verteilerstationen, beispielsweise 33, enthalten je eine
Elektroversorgungssäule 2 sowie eine Warme.versorgungssäule 1, zwischen denen die Zwischenbauelemente, beispielsweise 7, S, 9, 10, in der aus Figur 1 bekannten Anordnung eingefügt sind.

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Claims

Ansprüche

Π. ^Thermische Verteilerstation, Lei der ein von einem thermischen Generator, insbesondere von einem Wärmeerzeuger gelieferter Wärmeträger in mindestens einen Abnahmekreis abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer im wesentlichen thermische Bauteile enthaltenden Wärmeversorgungssäule (1) und einer im wesentlichen elektrische Bauteile enthaltenden Elektroversorgungssäule (2) eine wahlweise Anzahl von Zwischenbauelementen (7,ö,9,10j19,20) zur Verteilung des Wärmeträgers auf den einzelnen Abnahmekreis vorgesehen ist, wobei das Zwischenbauelement ausschließlich Zugang- und Abganganschlüsse (11,12,13,14) des in seinem Abnahmekreis zu verteilenden Wärmeträgers aufweist, und daß ferner an der Wärmeversorgungssäule (1) Anschlüsse (3,4) für den thermischen Generator und an der Elektroversorgungssäule (2) ein elektrischer Gesamtvers orgungsanschluß (5) angeordnet sind.

2. Verteilerstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeversorgungssäule (1) und die Elektroversorgungssäule (2) als Standsäulen ausgebildet sind, und daß die Zwischenbauelemente (7,8,9,10) zwischen diesen Säulen (1,2) in gleichartiger Reihenanordnung liegen, wobei die gemeinsamen Verteileranschlüsse von. den Säulen zu den Zwischenbauelementen (7,0,9,10) in mindestens einer Querkammer (6) zwischen der Wärmeversorgungssäule (1) und der

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Ülektroversorgungssäule (2) angeordnet sind.

3. Verteilerstation nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Querkammer (6) unterhalb der Zwischenbauelemente (7,<->,9,1O) angeordnet ist, und daß die Zwischenbauelemente (7,ö,9,1ö) Zugang- und Abganganschlüsse (11,12,13,14) des Ulirmeträgers in lieilieaanordnung an ihrer oberen Seitenfläche aufweisen.

4. Verteilerstation nach Anspruch 1 bis 3, d a & u r c h gekennzeichnet, daß die Zwischcnbaueienente (11,12,13,14) in an sich bekannter './eise Bauteile eines liege !kreises, wie Umwälzpumpen mit liotorantrieb und I-JLsemrentile enthalten.

5. Verteilerstation nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e 1: e η η ζ e i c h η e t, daß die "ärmeversorgn.ngssäule (1) und die Elektroversorgungssäule (2) als allseitig freistehende Standteile ausgebildet sind.

6. Verteilorstation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Verteilerstation als liauptverteilerstation zum direkten Anschluß an einen zentralen thermischen G-enerator, insbesondere an einen Uärmeerzeuger ausgebildet ist.

7. Verteilerstation nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerstation als Stockwerk-Ünterverteilerstation mit Anschlüssen für die Zuleitungen des zentralen thermischen Generators

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bzw. für die den einzelnen Stockwerken zugeordneten thermischen Generatoren ausgebildet ist.

ο. Verteilerstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die 'Verteilerstation als geschoßhohes Bauelement ausgebildet ist.

9. Verteilerstation nach einem der Ansprüche 1 bis '6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerstation einen integrierten Warmwasserbereiter (27) aufweist.

10. Verteilerstation nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmwasserbereiter (27) ein aus der Wärmeversorgungssäule (1) gespeister Wärmetauscher ist.

11. Verteilerstation nach einen der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Verteilerstationen mit einander zugewandten, gleichartigen Versorgungssäulen (1,2) als Blockverteiler ausgebildet sind.

12. Verteilerstation nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerstationen reihenartig mit gegeneinanderliegenden Wärmeversorgungssäulen (1) angeordnet sind, und daß jeweils zwei gegeneianderliegende Wärmeversorgungssäulen (1) mit zwei weiteren gegeneinanderliegenden Wärmeversorgungssäulen (1) durch in einer Querverbindung (39,40) zwischengeschaltete Anschluß-

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elemente (37_f 3ti) eines thermischen Generators zu einer Baueinheit verbunden sind»

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