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Verfahren und Einrichtung zum Regeln von Niederdruck-Dampfheizungen.
Die Erfindung betrifft eine Dampfheizung, welche die Vorteile der 'Niederdruck-Dampfheizung
mit jener der Warmwasser-Schwerkraftheizung vereinigt, die hauptsächlichsten Fachteile
beider Systeme vermeidet und eine gute Regelung und Anpassung an .den Heizbedarf
ermöglicht. Sie wird in bekannter Weise bei großer Kälte mit Überdruck, bei mildem
Wetter mit Unterdruck betrieben.
Es sind Vakuumdampfheizungen mit
einstellbarem, sich selbsttätig konstant erhaltendem Vakuum bekannt. Dabei ist aber
die Erhaltung des beabsichtigten Druckes bei Ab-oder Zuschaltung von Heizkörpern
nicht sichergestellt.
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Solche Vakuumdampfheizungen, bei denen in die Kondensleitung eine
Vakuumpumpe o. dgl. eingeschaltet ist, müssen jedoch, um praktisch brauchbar zu
sein, vollkommen selbsttätig arbeiten. Eine solche Selbstregelung der auf die jeweilige
äußere Temperatur eingestellten Heizung und zugleich eine zentrale Temperaturregelung
zu erzielen, ist Zweck der Erfindung.
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Bei der vereinigten -Niederdruck-, Dampf-und Vakuumheizung nach der
Erfindung ist das Vakuum weitgehend verstellbar, und damit ist auch die Temperatur
des Heizmittels verstellbar, so daß sich die generelle Regelung ergibt.
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Man hat es also in der Hand, die Anlage einmal als Dampfheizung arbeiten
zu lassen und einmal als Vakuumdampfheizung (Ersatz für Warmwasserheizung).
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Das Wesen der Erfindung besteht demnach in einem Verfahren zur Regelung
von Unterdruckdampfheizungen durch zeitweilige Erzeugung eines Unterdruckes mittels
einer in die Kondenssainmelleitung eingeschalteten oder an die Kondensleitung angeschlossenen
Vorrichtung (Pumpe, Injektor o. dgl.), wobei das eingestellte Vakuum durch die vereinigte
Wirkung eines von der Dampftemperatur im _Niederdruck-Dampfkessel (oder N an der
Temperatur im Vakuumverdampfer) beeinlußten Zugreglers und eines der Vakuumpumpe
vorgeschalteten Vakuumbehälters (Vakuumzerstörers), der bei Druckunterschreitung
selbsttätig Luft einströmen läßt, selbsttätig auf gleicher Höhe erhalten wird.
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Die Verdampfung erfolgt bei dein jeweilig eingestellten gewünschten
Unterdruck, und zwar im Heizkessel selbst oder in einem besonderen, an das Heizrolirsystein
angeschlossenen V.erdarnpfer, welcher die Heizleitung speist, während der Dampfkessel
diesfalls nur die Aufwärmung des Kondensates auf jene Temperatur zu besorgen hat,
welche dem jeweilig eingestellten Unterdruck entspricht.
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Hierdurch ist derForderung der generellen Regelung der Heizanlage
vom Kessel aus entsprochen.
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Bemerkenswert ist es, daß der Vakuumbehälter mit dem Sicherheitsstandrohr
des Kessels derart verbunden ist, daß dasselbe bei falscher Bedienung ebenfalls
als Sicherheitsvorrichtung etwa gegen eine durch die Pumpenwirkung eintretende gefährliche
Drucküberschreitung herangezogen wird. Das Schema einersolchenvereinigtenNiederdruck-Dampfheizung
und- Vakuumheizung zeigt Abb. i. K ist der Heizkessel mit dem Dampfsammler Do und
dem Standrohr St. Es bezeichnet a und b die Dampfzuleitungen, c die Heizkörper,
d die Kondensatableitungen; e ist die gemeinsame Rückleitung des Kondensates zum
Kessel, _ P die Vakuumpumpe mit dem vorgeschalteten Absaugebehälter Z, der zugleich
zur Ablesung des Unterdruckes und als selbsttätiger Vakuumverminderer bei Überschreitung
des zulässigen Unterdruckes dient. E ist die Entlüftung der Kondensleitung, l eine
Verbindungsleitung zwischen Vakuumpumpe und Standrohr, um dieses als Sicherheitsvorrichtung
wirken zu lassen, wenn durch falsche oder nachlässige Bedienung die Pumpe durch
das etwa geschlossen gehaltene Ventil h2 Gegendruck erhielte. p ist die Rückleitung
der Pumpe zum Kessel.
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Die ausgezogenen Linien stellen die Leitungen einer normalen Niederdruck-Dampfheizung
dar, die punktierten Leitungen und die zwischen ihnen gelegenen Teile dienen der
Vakuumheizung. Die erforderlichen Ventile sind mit D und V bezeichnet, und
zwar mit D
jene, welche bei Betrieb als reine N iederdruckheizung offen stehen
müssen, mit V jene, welche bei Arbeit unter Vakuum geöffnet werden müssen. Die Umschaltung
hat durch geeignete Hebelverbindung gleichzeitig zu erfolgen.
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An Stelle des normalen Zugreglers für die Zufuhr der Verbrennungsluft
wird die Luftklappe durch einen Temperaturregler R beeinflußt.
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Zu Beginn der Heizung wird die Pumpe angelassen und entlüftet das
Heizsystem nach Bedarf. Hierbei ist Ventil V1 offen, h2 geschlossen. Sobald bei
El (Abb.3) Wasser austritt, ist die Entlüftung beendet, die Ventile hl und V2 werden
umgestellt, und die Luftpumpe stellt sich selbsttätig ab.
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Abb. 2 gibt ein Schema der Schwachdampfheizung bei Einschaltung eines
Vakuumverdampfers B, dessen Heizschlange f mit der Dampfleitung und
derRücklaufleitung inVer bindung steht. g ist eine Verbindungsleitung zwischen Verdampfer
und Dampfleiter, R' ein Temperaturregler für die Heizschlange im Verdampfer.
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Abb. 3 zeigt eine beispielsweise Anordnung des Vakuumzerstörers Z.
Der Behälter ist mit Wasserstandzeiger W, Thermometer T und den Rohranschlüssen
t und t' nach der Rücklaufleitung und der Pumpe P versehen, ferner
mit einem Ouecksilberbarometerrohr U mit Skala und Sammelgefäß H, welches ein. Übersteigen
verhindert. Die Quecksilbersäule wirkt in ihrer Endstellung bei größtem Unterdruck
durch elektrische Kontakte auf- ein
Lufteinlaßventil. Statt dessen
kann am Behälter Z ein selbsttätig nach innen öffnendes Luftansaugeventil v angebracht
sein.
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Die Umstellung von 1,,iederdruckdainpfbetrieb auf Vakuumbetrieb ist
ohne weiteres möglich, weil die Heizanlage durch E entlüftet ist. Um die Umstellung
zu bewirken, wird Ventil D geschlossen. Dann füllt sich der Behälter Z ganz mit
Kondensat, das von der Pumpe abgesaugt wird. Steigt. das Vakuum über das zulässige
Maß, so tritt atmosphärische Luft durch dasLuftansaugeventil v ein.
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Durch bloße Umstellung der Ventile h-' und D kann die Pumpe, statt
in die Kondensleitung eingebaut, an diese angeschlossen werden. Dann liegt sie so
wie der Behälter Z außerhalb der Kondensleitung, und der Unterschied in der Wirkungsweise
besteht nur darin, daß die Pumpe dann bloß Luft statt Wasser befördert, während
das Kondensat selbsttätig wie bei jeder normalen Niederdruck-Dampfheizung in den
Kessel zurückfließt.
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Man braucht hierzu nur Ventil V2 dauernd zu schließen und D dauernd
offen zu halten. Eine solche Schaltungsweise empfiehlt sich für große Heizanlagen,
da die Pumpe dann als reine Vakuumpumpe geringere Abmessungen erhalten kann.
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Bei Wiederansteigen des Wassers kann die Pumpe selbsttätig wieder
in Gang gesetzt werden. Der Zerstörer wirkt daher als Regier zur Erhaltung des Unterdruckes
innerhalb gewisser Grenzen.
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Bei Betrieb als Schwachdampfheizung nach Abb. 2 mit Unterdruck bleiben
die Ventile D geschlossen, und der Umlauf findet in nachfolgender Weise statt: \
iederdruckdampf K-a-f-K, Schwachdampf B-ä-a-b-c-d-e-t-Z-t'-P-Tl2-B. Es findet ein
fortwährendes Absaugen des Dampfwassers statt; der zunehmende Unterdruck im Luftraum
des Verdampfers B fördert die Dampfentwicklung in demselben bei Temperaturen unter
ioo° C, und die Heizwirkung wird dementsprechend, wie es die Außentemperatur erfordert,
herabgesetzt unter gleichzeitig verringertem Brennstoffbedarf für den Dampfkessel.
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Soll die Vakuumheizung von Anbeginn eingeschaltet werden, so ist zunächst
Ventil V' zu öffnen, h= zu schließen, bis die Pumpe bei E' Wasser auswirft. Dann
sind beide Ventile wie früher umzustellen.
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Solche Vakuumdampfheizungen eignen sich für Wohnhäuser und Villen,
in welchen bisher die teuere Warmwasserheizung verwendet wird, insbesondere auch
für Krankenhäuser, Sanatorien, Lungenheilstätten, biologische Laboratorien und Warmhäuser.