DE2705890C3

DE2705890C3 - Dampfbeheizter Wärmeübertrager

Info

Publication number: DE2705890C3
Application number: DE19772705890
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. 7100 Heilbronn Baelz
Original assignee: Helmut Baelz GmbH
Current assignee: Helmut Baelz GmbH
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1977-02-11
Publication date: 1979-10-31
Also published as: DE2705890A1; DE2705890B2

Description

Die Erfindung betrifft einen dampfbeheizten und durch Kondensatanstau regelbaren Wärmeübertrager, in dessen primärseitiger Kondensatleitung ein erstes Stellventil liegt, das über einen Stellantrieb in Abhängigkeit von einer Regelgröße, beispielsweise der Temperatur des sekundärseitigen Vorlaufes, selbsttätig verstellbar ist.

Bei einer aus der DE-AS 10 18 439 bekannten Regelanordnung zur Temperaturregelung dampfbeheizter Wärmeaustauscher ist in der Kondensatleitung des Wärmeaustauschers ein Stellventil angeordnet, durch das der Kondensatabfluß in Abhängigkeit von der unterkühlten Kondensattemperatur und der Vorlauftemperalur auf der Sekundärseite des Wärmeaustauschers beeinflußt wird. Dabei können Schwankungen des Dampf- bzw. Kondensatnetzes den Regelvorgang beeinflussen, während andererseits ein eigenes in der Kondensatleitung liegendes Sicherheitsabsperrventil vorgesehen werden muß, das die Kondensatleitvng absperrt, wenn beispielsweise die Temperatur in dem sekundärseitigen Vorlauf einen bestimmten Maximalwert überschreitet Durch das Absperren der Kondensatleitung wird erreicht, daß die Wärmetauscherfläche des Wärmeaustauschers augenblicklich mit ausgekühltem Kondensat überflutet wird, womit die weitere Wärmeübertragung von der Primär- auf die Sekundärseite unterbunden wird.

is Aufgabe der Erfindung ist es, einen dampfbeheizten regelbaren Wärmeübertrager zu schaffen, bei dem weitgehende Unabhängigkeit von Schwankungen des Dampf- bzw. Kondensatnetzes gegeben ist und sich die Möglichkeit bietet, durch einfache Maßnahmen erforderlichenfalls ein aus Sicherheitsgründen erforderliches Absperren der Kondensatleitung zu erzielen, ohne daß dazu zusätzliche Armaturen in der Kondensatleitung erforderlich wären.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Wärmeübertrager erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzdruckregler vorgesehen ist, der ein in Strömungsrichtung hinter dem ersten StellventiJ liegendes zweites Stellventil in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem primärseitigen Dampfdruck und dem in der Kondensatleitung in Strömungsrichtung hinter dem Stellventil herrschenden Druck betätigt.

Der Differenzdruckregler regelt — entsprechend dem jeweiligen Öffnungsgrad des Stellventiles — in dem Dampf bzw. Kondensatnetz auftretende Schwankungen selbsttätig aus, so daß diese den Regelvorgang nicht beeinträchtigen können.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann die Anordnung derart getroffen sein, daß der Differenzdruckregler einen Kolben oder Membran aufweist, die mit einem Rückstellglied versehen ist, wobei in eine erste geschlossene Kammer auf der einen Seite des Kolbens bzw. der Membran eine erste Impulsleitung mündet, die mit der Dampfleitung verbunden ist, und in eine zweite geschlossene Kammer auf der anderen Seite des Kolbens bzw. der Membran eine zweite Impulsleitung mündet, die mit dem Auslaß des ersten Stellventils verbunden ist.
Der Differenzdruckregler und das erste Stellventil sind zweckmäßigerweise zu einem einheitlichen Regelventil mit einem gemeinsamen Ventilgehäuse zusammengefaßt. Dabei kann der Differenzdruckregler einen mit dem Ventilsitz des ersten Stellventiles zusammenwirkenden Ventilkörper aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann darüberhinaus eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen sein, mit der beim Überschreiten einer vorgegebenen Maximalgröße im sekundärseitigen Vorlauf der Druck in der zweiten geschlossenen Kammer abgebaut wird. Dadurch, daß der Differenzdruckregler beim Ansprechen der Sicherheitseinrichtung unmittelbar in die Schließstellung überführt wird, in der er die Kondensatleitung absperrt, erübrigen sich zusätzliche Absperrarmaturen in der Kondensatleitung.

Dabei kann die Sicherheitseinrichtung ein in der zweiten Impulsleitung abgeordnetes Dreiwegeventil sein, durch das beim Überschreiten der Maximalgröße die zweite Kammer einseitig entweder mit der

Kondensatleitung oder der Atmosphäre verbindbar isL

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Die Figur zeigt eine Wärmeübergabeanlage mit einem dampfbeheizten Wärmeübertrager gemäß der Erfindung ;n schematischer Darstellung.

Die dampfbeheizte Wärmeübergabeanlage enthält einen Wärmeübertrager 1, der primärseitig an eine Dampfleitung 2 angeschlossen ist und von dem sekundärseitig eine Kondensatleitung 3 abgeht In dem Sekundärki iis des Wärmeübertragers 1 liegt ein Verbraucher 4, der an eine Vorlaufleitung S angeschlossen ist und von dem aus eine Rücklaufleitung 6 zu dem Wärmeübertrager 1 zurückführt. In der Rücklaufleitung

6 ist neben den üblichen Armaturen eine Umwälzpumpe

7 angeordnet

In der Kondensatleitung 3 liegt ein Stellventil 8, dessen Ventilgehäuse 9 durch eine Trennwand 10 in eine einlaufseitige Kammer 11 und eine auslaufseitige Kammer 12 unterteilt ist In der Trennwand 10 ist ein Ventilsitz 13 angeordnet, der mit einem koaxialen Ventilkörper 14 zusammenwirkt welcher mittels einer Ventilspindel 15 axial verschieblich in dem Ventilgehäuse 9 gelagert ist

Über die Ventilspindel 15 ist der Ventilkörper 14 mit einem Stellmotor 16 gekuppelt, der seinerseits über einen Regler 17 von einem in der sekundärseitigen Vorlaufleitung 5 liegenden Vorlauf-Temperaturfühler 18 beeinflußt ist.

Der Regler 17 verstellt über den Stellmotor 16 den Ventilkörper 14 des Stellventiles 8 in dem Sinne, daß durch entsprechende Drosselung des Kondensatabflusses das Kondensat in dem Wärmeübertrager 1 derart angestaut wird, daß die durch den Temperaturfühler 18 gemessene Vorlauftemperatur auf einem vorgegebenen Sollwert gehalten wird.

Dem Stellventil 8 ist ein in dem gleichen Ventilgehäuse 9 untergebrachter Differenzdruckregler 20 nachgeordnet, der einen mit dem Ventilsitz 13 des Stellventiles 8 zusammenwirkenden Regelkörper 21 aufweist

Der Regelkörper 21 des Differenzdruckreglers 20 ist bei 22 abgedichtet axial verschieblich geführt; er steht unter der Wirkung einer Rückstellfeder 23 eines Membranstellmotors 24, dessen Membrane 25 mit dem Regelkörper 21 verbunden ist.

In dem Membranstellmotor 24 sind beidseitig der Membrane 25 jeweils eine Kammer 26 bzw. 27 ausgebildet, von denen die Kammer 26 über eine Impulsleitung 28, 29 mit der Durchflußöffnung des Ventilsitzes 13 verbunden und die andere Kammer 27 über eine Impulsleitung 30 mit dem Dampfdruck P\ beaufschlagt ist. In der Impulsleitung 28, 29 liegt ein Dreiwegeventil 31, das in der einen Stellung die beiden Impulsleitungen 28,29 miteinander verbindet und in der anderen Stellung der Impulsleitung 29 absperrt und die andere Impulsleitung 28 und damit die Kammer 27 des Stellmotors 24 über eine Leitung 32 mit der Kondensatleitung 3 verbindet In einer anderen alternativen Ausführungsform könnte anstelle der Leitung 32 auch eine Leitung 33 vorgesehen sein, die frei in die Atmosphäre mündet

Das Dreiwegeventil 31 ist als Magnetventil ausgebildet; es ist durch einen in der Vorlaufleitung 5 liegenden Sicherheitsthermostat 34 gesteuert und zwar derart daß bei Überschreiten eines bestimmten Maximalwertes der überwachten Temperatur des sekundärseitigen Vorlaufs das Dreiwegeventil 31 derart umgeschaltet wird daß es die Impulsleitung 29 absperrt und die Impulsleitung 28 entweder über die Leitung 32 mit der Kondensatleitung 3 oder über die Leitung 33 mit der Atmosphäre verbindet

Durch den Differenzdruckregler 20 wird die Differenz des Dampfdruckes P\ und des hinter dem Regelkörper 14 des Stellventiles 8 herrschenden Druckes Pz konstant auf einem durch die Rückstellfeder

23 vorgegebenen Sollwert gehalten, womit in dem Dampf- bzw. Kondensatnetz auftretende Schwankungen selbsttätig ausgeregelt werden. Der Kondensatanstau wird dabei in bereits beschriebener Weise in Abhängigkeit von der durch den Temperaturfühler 18 gemessenen Vorlauftemperatur über das Stellventil 8 kontinuierlich geregelt

Wenn der Sicherheitsthermostat 34 eine den zulässigen Maximalwert übersteigende Vorlauftemperatur feststellt, wird das Dreiwegeventil 31 umgeschaltet und in ebenfalls bereits erläuterter Weise über die Impulsleitung 28 die Kammer 26 des Stellmotors 24 je nach Ausführungsform entweder mit der Kondensatleitung 3 oder der Atmosphäre verbunden. Dies hat zur Folge, daß der Druck in der Kammer 26 des Stellmotors

24 zusammenbricht und der Regelkörper 21 unter der Wirkung des Dampfdruckes P\ in die Schließstellung überführt wird. Sowie der Kondensatabfluß über die Kondensatleitung 3 abgesperrt ist, wird die Wärmetauscherfläche des Wärmeübertragers 1 mit ausgekühlten Kondensat überflutet, so daß die Wärmeübertragung zum Stillstand kommt und die Vorlauftemperatur nicht mehr ansteigen kann.

Wenn die Vorlauftemperatur ihren maximal zulässigen Wert wieder unterschreitet, steuert der Sicherheitsthermostat 34 das Dreiwegeventil 31 wieder um, so daß dieses wiederum die Verbindung zwischen den Impulsleitungen 28, 29 herstellt und der Differenzdruckregler 20 wieder seine normale Regelfunktion aufnimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dampfbeheizter und durch Kcndensatanstau regelbarer Wärmeübertrager, in dessen primärseitiger Kondensatleitung ein erstes Stellventil liegt, das über einen Stellantrieb in Abhängigkeit von einer Regelgröße, beispielsweise der Temperatur des sekundärseitigen Vorlaufes, selbsttätig verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzdruckregler (20) vorgesehen ist, der ein in Strömungsrichtung hinter dem ersten Stellventil (8) liegendes zweites Stellventil (13,21) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem primärseitigen Dampfdruck (P\) und dem in der Kondensatleitung (3) in Strömungsrichtung hinter dem Stellventil (8) herrschenden Druck (Pj) betätigt

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckregler (20) einen Kolben oder eine Membran (25) aufweist, die mit einem Rückstellglied (23) versehen ist und daß in eine erste geschlossene Kammer (27) auf der einen Seite des Kolbens bzw. der Membran (25) eine erste Impulsleitung (30) mündet, die mit der Dampfleitung (2) verbunden ist, und daß in eine zweite geschlossene Kammer (26) auf der anderen Seite des Kolbens bzw. der Membran (25) eine zweite Impulsleitung (28, 29) mündet, die mit dem Auslaß des ersten Stellventiles (8) verbunden ist.

3. Wäi meübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckregler (20) und das erste Stellventil (8) zu einem einheitlichen Regelventil mit einem gemeinsamen Ventilgehäuse (9) zusammengefaßt sind.

4. Wärmeübertrager nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckregler (20) einen mit dem Ventilsitz (13) des ersten Stellventiles (8) zusammenwirkenden Ventilkörper (14) aufweist.

5. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitseinrichtung (31) vorgesehen ist, mit der beim Überschreiten einer vorgegebenen Maximalgröße im sekundärseitigen Vorlauf der Druck in der zweiten geschlossenen Kammer (26) abgebaut wird.

6. Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung ein in der zweiten Impulsleitung (28, 29) angeordnetes Dreiwegeventil (31) ist, durch das beim Überschreiten der Maximalgröße die zweite Kammer (26) einseitig entweder mit der Kondensatleitung (3) oder der Atmosphäre verbindbar ist.