DE2633527C2 - Warmwasserheizungs- oder -bereitungsanlage mit regelbarer Strahlpumpe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Warmwasserheizungsoder -bereitungsanlage mit einer in der Voriaufleitung zum Verbraucher liegenden, regelbaren Strahlpumpe, deren wirksamer Treibdüsenquerschnitt durch einen mit der Differenz der Drücke hinter der Strahlpumpe und in der Rücklaufleitung beaufschlagten Stellmotor im Sinne der Verkleinerung des wirksamen Treibdüsenquerschnittes bei Druckanstieg in der verbraucherseitigen Voriaufleitung verstellbar ist und die saugseitig an eine zur Rücklaufbeimischung dienende, von der Rücklaufleitung abzweigende Bypassleitung angeschlossen ist.

Eine mit einer in der Voriaufleitung zum Verbraucher liegenden regelbaren Strahlpumpe arbeitendes Warmwasserheizungs- oder -bereitungsanlage mit Rücklaufbeimischung hat den Vorteil, daß sie bei Betrieb aus so einem Fernheiznetz keine Druckerhöhungspumpe auf der Verbraucherseite benötigt. Dabei ist es aus der DE-OS 22 25 263 (Fig. 15) bekannt, der Strahlpumpe eine Sicherheitseinrichtung in Gestalt eines Stellmotors zuzuordnen, der mit der Differenz der Drücke in der verbraucherseitigen Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung beaufschlagt ist. Steigt die an dem Verbraucher liegende Druckdifferenz aus irgendeinem Grunde über einen zulässigen Wert an, so wird die Treibdüse der Strahlpumpe abgesperrt, womit das Gefahrenmoment ausgeschaltet ist.

Die Regelung der dem Verbraucher zugeführten Wärmemenge ist wegen der Betriebscharakteristik der Strahlpumpe nicht ganz einfach. Eine Änderung der die Treibdüse durchsetzenden Treibrnenge bringt nämlich *"> eine Änderung des sogenannten Beirnischfaktors mit sich, der definiert ist als das Verhältnis der über die Bypassleitung zufließenden Beimischmenee zu der die Treibdüse durchsetzenden Treibmenge. Es ist deshalb in der Regel erforderlich, der Strahlpumpe eine eigene Regeleinrichtung zur Regelung der Ansaugmenge, d. h. der Beimischmenge, in Abhängigkeit von der Stellung der den wirksamen Treibdüsenquerschnitt bestimmenden Düsennadel zuzuordnen.

Bei einer anderen, in der erwähnten DE-OS 22 25 263 (Fig. 22) beschriebenen Warmwasserheizungs- oder -bereitungsanlage sind zwei Strahlpumpen vorgesehen, in deren Rücklaufleitungen jeweils ein Regelventil liegt Dabei soll das in einem Wärmeverbraucher ausgekühlte Rücklaufwasser noch weiter zur Warmwasserbereitung in einem Warmwasserbereiter ausgenutzt werden, bevor es über die Kondensatleitung in das Netz zurückströmt. Der Warmwasserbereiter liegt primärseitig parallel zu dem in der Rücklaufleitung der einen Strahlpumpe liegenden Regelventil, das nicht dazu bestimmt ist, den Beimischfaktor der Strahlpumpe in betriebserheblichem Maße zu beeinflussen. Davon abgesehen ist keiner der Strahlpumpen eine Druckabsicherung auf der Verbraucherseite zugeordnet; auch sind keine Vorkeimingen getroffen, um eine Regelung des Beimischfakiors zu ermöglichen. Es ist lediglich eine Sicherheitseinrichtung mit einem Sicherheitsthermostaten vorhanden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs erläuterte Warmwasserheizungs- oder -bereitungsanlage mit Rücklaufbeimischung in dem Sinne zu verbessern, daß bei Druckabsicherung auf der Verbraucherseite eine einfache Regelung des Beimischfaktors ohne eine eigene zusätzliche Regeleinrichtung zur Regelung der Beimischmenge möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Warmwasserheizungs- oder -bereitungsanlage erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung ein Regelventil angeordnet ist, hinter dem der Druckabgriff für den im Öffnungssinne der Treibdüse zusätzlich mit einer Sollwertfeder beaufschlagten Stellmotor der Strahlpumpe in Strömungsrichtung liegt.

Das in der Rücklaufleitung, d. h. in Strömungsrichtung hinter den; Abzweig der Bypassleitung, liegende Regelventil gestattet es, über die Treibmenge feinfühlig die Wärmeabgabe an den Verbraucher zu regeln. Gleichzeitig ist über den Stellmotor eine Druckabsicherung auf der Verbraucherseite gegeben, weil bei einem unzulässigen Druckanstieg in der Verbrauchervorlaufleitung die Treibdüse der Strahlpumpe durch den Stellmotor sofort geschlossen wird, ohne daß dazu zusätzliche Sicherheitseinrichtungen erforderlich waren.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Regelventil ein Dreiwegeventil ist, von dem die Bypassleitung abzweigt. Ein solches Dreiwegeventil gestattet es, die Bypassleitung — bei voll geöffneter Rücklaufleitung und damit maximaler Treibmenge — vollständig zu schließen und von dieser Ventilstellung ausgehend den gesamten Bereich des Beimischverhältnisses von Null bis zu einem Maximalwert zu durchfahren.

Die Anordnung kann hierbei derart getroffen sein, daß der Regelkegel in Strömungsrichtung hinter dem Abzweig der Bypassleitung liegt, doch ist auch eine Anordnung denkbar, bei der der Regelkegel in Strömungsrichtung vor dem Abzweig der Bypassleitung angeordnet ist. In dem letztgenannten Falle besteht bei einem, beispielsweise durch einen Bruch der Membrane hervorgerufenen, Versagen des Stellmotors und durch das Dreiwegeventil abgesperrter Rücklaufleitung, über

die Bypassleitung eine Verbindung zwischen der Verbrauchervorlaufseite und der Rücklaufleitung, was eine zusätzliche Sicherheit bedeutet

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

F i g. 1 eine Warmwasserheizungsanlage gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform und

F i g. 2 die Warmwasserheizungsanlage nach F i g. i in einer abgewandelten Ausführungsform.

Der Warmwasserheizungsanlage wird beispielsweise aus einem Fernheiznetz über eine Voiiaufleitung 01 Heißwasser zugeführt, das nach der Auskühlung in einem Verbraucher 5 über eine Rücklaufleitung 02 wieder zurückströmt In der verbraucherseitigen Vorlaufleitung 04 liegt eine Strahlpumpe 6, die mit ihrer Fangdüse 7 an die verbraucherseitige Vorlaufleitung 04 und mit ihrem Einlaß 8 an die netzseitige Vorlaufleitung 01 angeschlossen ist Der wirksame Durchtrittsquerschnitt der Treibdüse 9 der Strahlpumpe 6 ist durch einen Regelkörper 10 regelbar, welcher durch einen auf die Strahlpumpe 6 aufgesetzten Membranstellmotor 11 axial verstellbar ist.

An den Sauganschluß 12 der Strahlpumpe 6 ist eine Bypassleitung 03 Mi angeschlossen, die von einem Dreiwegeventil 13 (Fig. 1) bzw. 130 (Fig.2) abzweigt, das in der Rücklaufleitung 02 liegt. Die Anordnung ist bei dem Dreiwegeventil 13 (Fig. 1) derart getroffen, daß der durch einen Stellmotor 15 betätigbare Regelkörper 14 in der Strömungsrichtung hinter dem Abzweig der Bypassleitung 03Mi liegt, so daß bei abgesperrter Rücklaufleitung 02 die Bypassleitung 03Mi voll geöffnet ist. Im Gegensatz dazu ist bei der Ausführungsform nach F i g. 2 das Dreiwegeventil 130 so ausgelegt, daß der Regelkörper in Strömungsrichtung vor dem Abzweig der Bypassleitung 03Af/ sich befindet.

Der Regelkörper 14 kann in der bei einem Dreiwegeventil üblichen Weise in der einen Grenzstellung über einen Sitz 16 die Bypassleitung 03M/ und in der anderen Grenzstellung über einen Sitz 17 die Rücklaufleitung 02 absperren. Bei durch den Regelkörper 14 abgesperrter Rücklaufleitung 02 besteht bei der Ausführungsform nach F i g. 2 über die Bypassleitung 03Mi eine Verbindung zwischen dem Saugraum der Strahlpumpe 6 und der Rücklaufleitung 02, so daß bei einem Versagen des Stellmotors 11 das durch die Treibdüse 9 zuströmende Wasser über die Bypassleitung unmittelbar in die Rücklaufleitung 02 abströmen kann.

Der Membranstellmotor 11 der Strahlpumpe 6 ist auf der einen Seite seiner Membran 18 über eine Steuerleitung 19 mit dem Druck in der verbraucherseitigen Vorlaufleitung 04 und auf der anderen Seile seiner Membran 18 über eine Steuerleitung 20 mit dem Druck in der Rücklaufleitung 02 beaufschlagt. Der Druckabgriff in der Rücklaufleitung 02 liegt dabei in Strömungsrichtung, bei 21, hinter dem Dreiwegeventil !3 bzw. 130. Außerdem wirkt auf die Membran 18 des Stellmotors 11 eine Sollwertfeder 22 ein, die in üblicher Weise über einen Federteller 23 und eine Spindel 24 sowie geeignete Membranteller mit der Membran 18 und dem Rcgclkörper 10 gekuppelt ist. Die von der Sollwertfeder 20 auf die Membran 18 ausgeübte Kraft wirkt im Sinne der Vergrößerung des wirksamen Durchtrittsquerschnittes der Treibdüse 9, d h. im gleichen Sinne wie der in der Rücklaufleitung 02 herrschende Druck, während der Druck in der verbraucherseitigen Vorlaufleitung 04 im Gegensinne zur Wirkung kommt

Die Sollwertfeder 22 ist derart ausgelegt, daß sie den an dem Verbraucher 5 im Normalbetrieb auftretenden Druckabfall ausgleicht Steigt der Druck in der

ίο verbraucherseitigen Vorlaufleitung 04 aus irgendeinem Grunde an, so wird der Stellmotor 11 in dem Sinne beaufschlagt, daß der Regelkörper 10 die Treibdüse 9 verschließt, womit ein weiterer Druckanstieg verhindert wird.

lsi die Bypassleitung 03Mi durch den Regelkörper 14 des Dreiwegeventils 13 bzw. 130 verschlossen, so ist das Beimischverhältnis — definiert als das Verhältnis der über die Beimischleitung 03 Λ//fließenden Beimischmenge zu der über die netzseitige Vorlaufleitung 01 zuströmenden Treibmenge — Null, so daß über die verbraucherseitige Vorlaufleitung 04 und die Rücklaufleitung 02 die maximale Treibmenge strömt, deren Größe durch die Einstellung der Sollwertfeder 22 gegeben ist Wird ausgehend von dieser Stellung des Dreiwegeventil 13 bzw. 130 die Bypassleitung 03Mi durch entsprechende Betätigung des Regelkörpers 14 langsam geöffnet, so steigt das Beimischverhältnis verhältnismäßig steil von Null auf einen minimalen Wert an, während die Treibmenge sich kaum ändert. Von diesem Minimaiwert aus nimmt das Beimischverhältnis bei weiterer Ventilverstellung bei kleiner werdender Treibmenge nun verhältnismäßig langsam zu, bis es schließlich einen Maximalwert erreicht. Damit kann durch entsprechende Verstellung des Regelkörpers 14 der ganze Bereich des Beimischverhältnisses von Null bis zu dessen Maximalwert durchfahren werden.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das in der Rücklaufleitung 02 liegende Regelventil als Dreiwegeventil 13 bzw. 130 veranschaulicht. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, bei denen als Regelventil ein einfaches Durchgangsventil verwendet wird, das in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Abzweig der Bypassleitung 03M; in der Rücklaufleitung 02 liegt. Bei dieser Ausführungsform ist es dann nicht mehr möglich, das Beimischverhältnis auf Null zu regeln; die Regelung erfolgt vielmehr lediglich zwischen einem Minimalwert und dem Maximalwert des Beimischverhältnisses. Es gibt aber Anwendungsfälle, bei denen dieser Regelbereich ausreichend ist.

so Der über die Steuerleitung 19 erfolgende Druckabgriff für den Stellmotor U liegt in den Fi g. 1, 2 in der verbraucherseitigen Vorlaufleitung 04. Es wäre auch vorstellbar, diesen Druckabgriff in Strömungsrichtung vor dem Dreiwegeventil 13 bzw. 130 oder dem erwähnten Regelventil vorzunehmen, was bedeutet, daß der Druckabgriff zwischen dem Verbraucher 5 und dem Dreiwege- oder Regelventil erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß über den Membranstellmotor 11 und die Feder 22 an dem Sitz 17 ein Differenzdruck konstanter

bo Größe einregelbar ist. Bei bekannter wirksamer Querschnittsfläche des Sitzes 17 ergibt sich dadurch eine konstante Durehfiußmenge.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Warmwasserheizungs- oder -bereitungsanlage mit einer in der Vorlaufleitung zum Verbraucher liegenden, regelbaren Strahlpumpe, deren wirksamer Treibdüsenquerschnitt durch einen mit der Differenz der Drücke hinter der Strahlpumpe und in der Rücklaufleitung beaufschlagten Stellmotor im Sinne der Verkleinerung des wirksamen Treibdüsen- ι ο querschnittes bei Druckanstieg in der verbraucherseitigen Voriaufleitung verstellbar ist und die saugseitig an eine zur Rücklaufbeimischung dienende, von der Rücklaufleitung abzweigende Bypassleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (02) ein Regelventil (13,130) angeordnet ist, hinter dem der Druckabgriff (bei 21) für den im Öffnungssinne der Treibdüse (9) zusätzlich mit einer Sollwertfeder (22) beaufschlagten Stellmotor (Jl) der Strahlpumpe (6) in Strömungsrichtung liegt

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil ein Dreiwegeventil (13) ist, von dem die Bypassleitung (03Mi) abzweigt und dessen Regelkegel (14) in Strömungsrichtung hinter dem Abzweig der Bypassleitung (03Mi) liegt

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil ein Dreiwegeventil (130) ist, von dem die Bypassleitung (03Mi) abzweigt und dessen Regelkegel (14) in Strömungsrichtung vor dem Abzweig der Bypassleitung (03Mi) liegt.