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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV£ 289622 -■ KLASSE 36 c. GRUPPE

HEINRICH BOLZE in HANNOVER. Warmwasserheizung mit Pumpenbetrieb.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. April 1914 ab.

Die Erfindung hat den Zweck, bei Warmwasserheizungen mit Pumpenbetrieb die Menge des stündlich umlaufendenjHeizwassers und die Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf festzulegen. Es geschieht dieses durch Einbau von selbsttätig wirkenden Einstellvorrichtungen in der Weise, daß einmal für einzelne Heizkörpergruppen, bei denen die Druckdifferenz verhältnismäßig groß ist, zwei

ίο Einstellvorrichtungen eingebaut werden, die eine in den Vorlauf und die andere in den Rücklauf der Gruppe zur Regelung der Druckdifferenz in derselben und unabhängig von den übrigen Heizkörpergruppen. Diese beiden Einrichtungen treten bei einer Gruppe in der Weise in Tätigkeit, daß der Apparat im Vorlauf als Druckdifferenzminderer dient, und daß diese Differenz, welche in bestimmter Höhe zwischen Vorlauf und Rücklauf nicht überschritten werden soll, ein für allemal eingestellt wird, während die andere Vorrichtung im Rücklauf den gewünschten und wechselnden Druckabfall in der Gruppe regeln soll, und zwar bis zu der am Regler G als höchstzulässig eingestellten Druckdifferenz. Der Regler K im Rücklauf soll zur generellen Regelung der Heizkörpergruppe dienen und zu diesem Zwecke nach Bedarf leicht auf. großen oder kleineren Druckabfall bzw. Durchlauf des Heizwassers eingestellt werden können. Die Regelung der Druckdifferenz und des Druckabfalles in den Heizkörpergruppen geschieht durch die Regler G und K mittels Schwimmer in Quecksilber, indem die. Bewegung des Schwimmers in geschlossenem Gefäß unmittelbar auf Ventilkegel wirkt, welche in den Vorlauf bzw. Rücklauf eingebaut sind.

Ferner ist ein Regler mit Schwimmer in Quecksilber, aber ohne Ventilbetätigung, in der Weise ausgebildet, daß die senkrechte Bewegung des Schwimmers auf einen Zapfen in drehende umgesetzt und nach außen übertragen wird. Dieser Regler ist gleichfalls an den Hauptvorlauf und den Hauptrücklauf angeschlossen. Die Druckdifferenz der ganzen Anlage wirkt dann durch den Regler auf den Gang der Pumpenmotoren ein, indem sie, falls zu niedrig, beschleunigend oder, falls zu hoch, hemmend wirkt.

Dieser Druckdifferenzregler mit äußerer Regelung kann für Heizungsanlagen von geringer horizontaler Ausdehnung auch ohne die Regler G und K in den einzelnen Heizkörpergruppen zur Anwendung kommen, um einen gleichmäßigen Druckabfall für die ganze Anlage einzustellen und durch Wechseln derselben eine genaue generelle Regelung zu ermöglichen.

Drittens sollen die beschriebenen Regler auch gemeinsam in Warmwasserheizungen mit Pumpenbetrieb wirken.

Viertens sollen diese Regler, wie sie für die Heizkörpergruppen Verwendung finden, auch so ausgebildet werden, daß der Schwimmer nicht nur auf ein Ventil im Innern des Apparates wirkt, sondern auch einen Zapfen dreht, welcher diese Drehung nach außen auf einen Hebel überträgt, der seinerseits die. Pumpenmotoren mittels elektrischer Kontakte oder einen Fernmelder beeinflußt.

In Fig. ι ist eine Warmwasserheizung mit Pumpenbetrieb dargestellt. Es bedeutet a die Wärmequelle, e die Pumpenanlage, & die Druckleitung zwischen Pumpenanlage und

(2. Auflage, ausgegeben am 4- Juni ig20.)

Wärmequelle, Z?¹ den Hauptvorlauf zwischen der Wärmequelle und den Heizkörpergruppen I, II, III und IV, c den Hauptrücklauf, in welchen die Anschlußrückläufe C¹J c-, c³ der einzelnen Heizkörpergruppen einmünden. V° ist das Vorlaufanschlußrohr, i das zugehörige Ausdehnungsgefäß und c⁴ der Rücklaufanschluß desselben Gefäßes, d, d bedeuten Heizkörper (nur in Gruppe I beispielsweise ίο eingezeichnet), G, G Druckdifferenzminderer. Diese sind in den Anschlußvorlauf der einzelnen Heizkörpergruppen eingebaut und bestimmen die höchste Druckdifferenz, welche man für die Gruppe zulassen will (in der Zeichnung als Quecksilbersäule /; dargestellt) 'zwischen Anschlußvorlauf und -rücklauf. K, K sind Druckabfallregler, welche in den Anschlußrücklauf der Heizkörpergruppen eingebaut werden, um den Druckabfall Z/¹ in den Grenzen der festgelegten Druckdifferenz /; der betreffenden Heizkörpergruppe einstellen zu können, damit sie sich selbsttätig regelt, wodurch eine generelle Regelung der Wärmeabgabe einer einzelnen Heizkörpergruppe, unabhängig von den anderen Gruppen, möglich ist. M ist der Druckdifferenzregler für die ganze Anlage, welcher an den Hauptvorlauf b¹ - und das Rücklaufrohr c⁴ angeschlossen ist, so daß er unter der Einwirkung der Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf in der Nähe der Pumpenanlage steht.

In Fig. 2 sind die Regler G und K vergrößert herausgezeichnet, wie sie in einer Heizkörpergruppe, z. B. I, angeordnet werden, j G ist in die Anschlußvorläufleitung b² und K in die Anschlußrückleitung c¹ eingebaut.

In Fig. 3 ist eine andere, zugleich für Fernmeldung und Fernregelung geeignete Ausführungsform des in Fig. 2 gezeigten Druck abfallreglers K veranschaulicht. Hier ist das • tief stehende Gefäß p^l noch mit einem mittels Hebels auf Stromschlußstücke einwirkenden Schwimmer U versehen.

Fig. 4 zeigt den Druckdifferenzregler M mit seinen Anschlüssen b¹ an den Hauptvorlauf und c⁴ an den Hauptrücklauf. .. Bei Warnrwasserheizüngen mit Pumpenbetrieb, besonders bei Fernheizungen, d.h. Anlagen von großer wagerechter Ausdehnung mit verschiedenen Heizkörpergruppen, zeigt sich der Übelstand, daß in den einzelnen Heizkörpergruppen, je nach ihrer Entfernung von der Pumpenanlage, verschiedene Druckdifferenzen zwischen Anschlußvorlauf und An-Schlußrücklauf herrschen ; dem kann man wohl begegnen, wenn man in den Anschlüssen Ventile einbaut, um von Hand die Druckdifferenz zu regeln, oder wenn man eine direkte Verbindung zwischen Anschlußvorlauf und -rücklauf herstellt, in welche ein Ventil eingebaut wird, durch dessen Einstellung von Hand man so i viel Heizwasser von der Heizkörpergruppe aus dem Anschlußvorlauf in den Anschlußrücklauf treten läßt, bis die Druckdifferenz auf. den richtigen Minderdruck gebracht ist. Aber beide Mittel sind nicht zuverlässig; denn Anoder Abstellungen von Heizkörpern verändern die eingestellten Druckdifferenzen immer wieder, und die Überleitung von Heizwasser aus dem Vorlauf in den Rücklauf verteuert den Betrieb, da die Wärme dieses Heizwassers nicht ausgenutzt wird und die Pumpenanlage mehr Heizwasser umwälzen muß, als für den Betrieb nötig ist. Da nun die Anwendung der Pumpenheizung trotz ,ihrer großen Vorzüge \^rielfach an den hohen Betriebskosten der Pumpenanlage scheitert, so ist eine selbst- · tätige Regelung, die eine Einschränkung der. umzuwälzenden Wassermenge zur Folge hat, von Wichtigkeit, besonders auch, weil infolge einer, kleineren Pumpenanlage und der engeren Hauptrohrleitungen die Kosten verringert werden. Dann wird aber auch bei dem hohen statischen Druck, unter dem die tiefstehenden Heizkörper ohnehin stehen, die Betriebs-Sicherheit der Anlage erhöht, wenn der dynamische Druck, welcher den Überdruck' im Vorlauf bedeutend erhöht, durch Regler G vermindert wird.

Fig. 2 zeigt die Regler G und K in die Heizkörpergruppe I eingebaut.

Der Druckdifferenzregler G besteht aus dem Ventilkörper r, welcher durch ein Rohr stück : mit dem Quecksilbergefäß η verbunden ist, in welches der Schwimmer in taucht, wobei sein Auftrieb durch eine Spiralfeder 0, welche an der Ventilstange des Kegels s wirkt, unterstützt wird, so daß nach Außerbetriebsetzen der Anlage, also im Ruhezustand, der Ventildurchgang voll geöffnet ist. Das Quecksilbergefäß η ist durch das Schenkelrohr t mit dem höherliegenden geschlossenen Gefäße verbunden, welches an das Rücklaufrohr c¹ angeschlossen ist. Das Gefäß η steht also während des Betriebes unter dem Überdruck. von Vorlaufanschluß b², und Gefäß p unter dem Minderdruck des Rücklauf anschlusses c¹,, und wenn die Druckdifferenz h zwischen beiden eine gewisse Höhe erreicht, so wird ein Teil des Quecksilbers aus Gefäß η durch Schenkelrohr t nach dem höherstehenden Gefäß p gedrückt, wodurch der Schwimmer m sinkt und der Ventilkegel 5 den Durchgang von Ventil r verengt; das Gleichgewicht tritt ein, wenn die eingestellte Druckdifferenz h erreicht ist. Die Höhenstellung des Gefäßes p über Gefäß η kann eine bestimmte sein, indem man die zulässige Druckdifferenz ein für allemal festlegt; oder man kann sie durch Schleifenrohre o. dgl. oder unter Zuhilfenahme von Stopfbüchsen einstellbar machen. . \ , .'

Da das Quecksilbergefäß η unter dem Über- ■

druck von Vorlaufanschluß nach der Heizkörpergruppe zu steht, so wird die Druckdifferenz vor dem Ventilkörper r nach der Gruppe zu auf die festgelegte Druckdifferenz in der Heizkörpergruppe gemindert werden, der dynamische Druck also eingeschränkt, während der Minderdruck im Rücklauf bestehen bleibt. Erst durch den Einbau des zweiten Reglers K in den Rücklaufanschluß der Heizkörpergruppe kann auch der Minderdruck nach dem. Heizkörper hin verkleinert werden. Der Regler K besitzt ebenfalls wie der Regler G einen Ventilkörper r . mit Kegel s, ein Gefäß η für Schwimmer m und eine Feder ο zur Unter-Stützung des Schwimmerauftriebes. Das zweite Gefäß p ist aber tiefer als Gefäß η angeordnet, so daß bei Außerbetriebsetzen der Anlage in demselben das Quecksilber enthalten ist und Schwimmer m seine tiefste Stellung hat und auch in diesem Fälle der Ventilkegel s, da er mit Schwimmer m durch die Ventilstange verbunden ist, den Durchgang voll öffnet. Da Gefäß p unter dem Überdruck vom Vorlauf der Heizkörpergruppe steht und in Gefäß η während des Betriebes ein Minderdruck herrscht, so wird bei Überschreitung der Druckdifferenz oder des . Druckabfalles h¹ in der Heizkörpergruppe das Quecksilber nach η gedrückt werden, der Schwimmer sich heben

.30 und, unterstützt durch den Auftrieb von Feder 0, den Ventilkegel so weit schließen, .bis der eingestellte Druckabfall erreicht ist.

Beide Regler arbeiten also gemeinschaftlich dahin, daß durch G die Einschränkung der Druckdifferenz durch die Verminderung des Überdruckes im Vorlauf geschieht, während der Druckdifferenzregler K die weitere Einschränkung durch die Verringerung des Minderdruckes im Rücklauf bewirkt. In Fig. 3 ist das tief stehende Gefäß p¹ des Reglers K . noch mit einem flachen Schwimmer w versehen, welcher beim Sinken des Quecksilbers seine senkrechte Bewegung durch einen Hebel auf

. den Zapfen w nach außen überträgt. Auf der äußeren Verlängerung ist ein Schalthebel befestigt, welcher auf einen Fernmelder wirken soll, z. B. drei elektrische Kontakte nacheinander herstellt, um dem Maschinenwärter in der Zentrale der Anlage zu melden,

beim ersten Kontakt, daß durch die Pumpenanlage ■ in der betreffenden Heizkörpergruppe ein geringer Druckabfall vorhanden-ist, beimzweiten Kontakt, daß der normale Zustand erreicht ist,

und beim dritten Kontakt, daß der normale Zustand dauernd überschritten ist.

Zweckmäßig wird ein solcher Regler K mit Fernmelder nach Fig. 3 in die letzte Heizkörpergruppe eingebaut; denn bei der Meldung aus derselben, daß die Maschinenkraft und die in Betrieb gesetzten Pumpen zur Erzeugung des eingestellten Druckabfalles genügen, kann man annehmen, daß sie auch für die der Pumpenanlage näherliegenden Heizkörpergruppen ausreichen.

In Fig. 4 ist noch eine Einstellvorrichtung M gezeigt, bei welcher der Schwimmer m nicht auf Ventile wirkt, sondern seine Bewegung nach außen übefträgt und zugleich in eine drehende umsetzt. Zu diesem Zweck sind auf dem Zapfen w der innere Hebel y und die äußeren Hebel ζ und q befestigt. Das Gefäß η wird durch einen Deckel abgeschlossen, auf dem sich ein kastenförmiger, nach unten offener Aufsatz befindet, durch den der Drehzapfen w geht. Der Aufsatz schließt an den Vorlauf b¹ an. Hebel y und ζ tragen an ihrem Ende Radkranzabschnitte, so daß sich Schwimmergewicht m und Gegengewicht x, welche an den Hebeln y und ζ aufgehängt sind, in gerader Linie bewegen.

Der Regler M wird in der Zentrale in der Wahe der Pumpenanlage angeordnet und soll die festgelegte Druckdifferenz für die ganze Anlage halten, auch bei Veränderung des Druckabfalles in den einzelnen Heizkörpergruppen oder bei An- oder Abstellen von Heizkörpern.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Warmwasserheizung mit Pumpenbetrieb, dadurch gekennzeichnet, daß .für die Einstellung und Regelung der Druckdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf der Anlage selbsttätig wirkende Einstell-Vorrichtungen (Gj K und M) eingebaut sind, in welchen ein in Quecksilber tauchender Schwimmer (w), der gleichzeitig sowohl von dem Überdruck im Vorlauf (b²) als auch von dem Minderdruck im Rücklauf (c¹) beeinflußt wird, die Ventilkegel für die Durchlässe des Heizwassers einstellt, oder auf einen Drehzapfen (w) mit Hebelarmen (y²) wirkt, so daß die Schwimmerbewegung nach außen übertragen wird und den Gang der Pumpenmotoren beeinflußt.

2. Warmwasserheizung mit Pumpenbetrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Einstellvorrichtun- uo gen (G, K oder M) am anderen Ende der Quecksilbersäule ein zweites Quecksilbergefäß ebenfalls mit einem Schwimmer (u) ausgestattet ist, der einen Fernmelder in Tätigkeit setzt oder den Gang der Pumpenmotoren regelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.