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Wärmespeicheranlage mit Heißwasserentnahme. Gegenstand der Erfindung
ist eine Wärmespeicheranlage, bei der ein Wärmespeicher, dem Heißwasser entnommen
wird, zum Ausgleich von Wärmeanfall und Wärmeverbrauch vorgesehen ist. Es ist bekannt,
bei derartigen Anlagen den Heißwasserspeicher erhöht, z. B. auf einem Wasserturm
aufzustellen, um so den nötigen Heißwasserdruck an den Verbrauchsleitungen zu schaffen.
Ferner ist es bekannt, einen puffend wirkenden
Großwasserraumvorwäriner
zu verwenden, der stets vollständig mit Wasser gefüllt ist und unter einem Druck
der @'tTasserleitung steht. Der Heißwasserturm beansprucht hohe Baukosten, während
der gefüllte Großwasserraumv orwärmer den Nachteil hat, daß hei erhöhtem Wasserverbrauch
und Entladung des Speichers kaltes Wasser in den Vorwärmer raum eintritt, sich mit
dem schon @-orgewä retten Heißwasser mischt, wodurch ,lie Wassertemperatur herabgesetzt
wird. Wollte malt aus dem Heißwasserspeicher das Wasser mittels einer Vorrichtung
zu den Verbrauchern drücken, so muß diese entsprechend dem ungleichmäßigen Bedarf
der Verbraucher auch ungleichmäßig und daher zeitweise mit schlechtem Wirkungsgrad
fördern, da sie für den Spitzenbedarf bemessen sein muß.
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1\Tun ist es bekannt, Wasser, insbesondere Kondenswasser, durch Rückleiter
zu fördern. Diese Apparate lassen das Wasser in einen Förderraum eintreten. Dieser
Raum wird nach Füllung mit Wasser unter Dampfdruck gesetzt und dadurch der Inhalt
an die Verbrauchsstellen ausgestoßen. Alsdann erfolgt eine 'Neufüllung, und dieses
Spiel setzt sich fort. Derartige Apparate arbeiten also wie Kolbenpumpen und sind
demgemäß mechanische Fördereinrichtungen. Gemäß der Erfindung wird von dein Gedanken
dieser Apparate, unmittelbar durch Dampf den Druck zu erzeugen, Gebrauch gemacht.
Die mechanischen Einrichtungen und das periodische Arbeiten jedoch werden vermieden,
indem der Heißwasserspeicher selbst unter entsprechenden Druck gesetzt wird.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß durch Zuführung von Dampf
zum '\ÄTärmespeicher in diesem ein Überdruckgegenüber dem an den Verbrauchsstellen
herrschenden Druck erzeugt wird, zum Zweck, bei jedem Füllungszustand des Speichers
Heißwasser unter Überdruck ausstoßen zu können. Auf diese Weise kann der Speicher
allen Schwankungen der Verbraucher in beliebiger Weise nachkommen, während die Fördereinrichtungen,
die das Wasser in den Speicher befördern, unbeeinflußt von der schwankenden Entnahme
gleichmäßig oder in anderem Sinne schwankend betrieben werden können. Die unerwünschte
Dampfbildung in den Heißwasserleitungen wird durch den höheren Druck, unter dem
das Heißwasser steht, unmöglich gemacht. Der Speicher arbeitet also genau so, als
wäre er ein geschlossener, auf einem entsprechend hohen Turm aufgestellter Behälter,
der ohne weitere mechanische Hilfsmittel den Ausgleich zwischen Anfall und Verbrauch
vornimmt. Der Überdruck im Speicher kann auf verschiedene Weise erzeugt bzw. erhalten
werden. Eine Möglichkeit besteht gemäß der Erfindung darin, claß dem Speicher Dampf
höherer Spannung zugeführt wird, als der Wassertemperatur im Speicher entspricht.
Hierbei muß jedoch vermieden werden, daßder Dampf im Wasser kondensiert, da sonst
der höhere Druck nicht aufrechterhalten werden kann. Dies läßt sich z. B. dadurch
erzielen, daß der Dampf zum Fortdrücken des Heißwassers ausschließlich in den Dampfraum
eingeleitet wird. Es kann dann nämlich nur ein kleiner Teil des Dampfes an der Wasseroberfläche
kondensieren, wodurch eine Isolationsschicht von heißem Wasser zwischen Dampf und
kälterem Wasser geschaffen und die Kondensation von weiterem Dampf verhindert wird.
Auf diese Weise kann durch Zuführung ganz geringer Mengen Dampf der Druck erzielt
werden, der zur Wasserförderung notwendig ist.
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Eine andere Möglichkeit, den Druck im Speicher; auch bei niedrigerer
Wassertemperatur hochzuhalten, besteht darin, daß man eine Flüssigkeit der Speichertemperatur
aussetzt, deren Siedepunkt niedriger liegt als der vom Wasser, so daß deren Dämpfe
bei gleicher Temperatur einen höheren Druck ausüben.
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Erfolgt die Ladung des Speichers durch Frischwasser, das erst im Speicher
aufgewärmt wird, so ist darauf zu achten, daß der Speicherdruck und die Wassertemperatur
durch das Frischwasser nicht gar zu sehr herabgesetzt werden kann. Aus diesem Grunde
soll die Frischwasserzufuhr in Abhängigkeit von der Speichertemperatur oder vom
Speicherdruck derart geregelt werden, daß eine bestimmte Temperatur eingehalten
oder nicht unterschritten wird. Ferner ist aus Sicherheitsgründen zur Verhütung
eines zu hohen Wasserstandes bei geladenem Speicher ein Schwimmer vorgesehen, der
die Wasserzufuhr bei einem bestimmten Höchstwasserstand absperrt. Hierdurch wird
vermieden, daß Wasser in unerwünschter Weise durch die Dampfleitungen treten kann.
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Die Zeichnung zeigt schematisch Ausführungsformen der Erfindung, und
zwar zeigt Abb. i eine durch Dampfzuführung in den Dampfraum des Speichers arbeitende
Anlage, Abb. 2 eine Anlage, bei der die Dämpfe einer Flüssigkeit mit niedrigerem
Siedepunkt in den Dampfraum geführt werden.
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In Abb. i ist i der Speicher, 2 die Dampfzuführungsleitung bzw. die
Leitung zu den Verbrauchern. Dampfüberschuß kann durch die Leitung 3 und das Rückschlagv
entil q.- zu den Anwärmdüsen j treten, die im unteren Teil des Speicherwasserraumes
sich befinden.
Bedarfsspitzen im Dampfverbrauch können in bekannter
Weise durch Dampfabgabe unter gleichzeitigem Druckabfall im Speicher durch den Dom
6 und Rückschlagventil 7 gedeckt werden. Durch die Leitung 8 und das Ventil
9 strömt das Heißwasser zu den Verbrauchern, die Wasser in schwankender Menge
benötigen. Das Ventil 9 kann von Hand eingestellt werden oder automatisch arbeiten,
um den Wasserdruck zu regeln. Die Zuführung des Wassers in den Speicher erfolgt
durch die Leitung io. Das hier zutretende Wasser kann auch schon auf die Gebrauchstemperatur
an anderer Stelle vorgewärmt sein, oder es kann teilweise vorgewärmt sein und im
Speicher «-eiter erwärmt werden. In der Leitung io befindet sich ein vom Schwimmer
i i gesteuertes Schwimmerventil 12, das bei höchst zulässigem Wasserstand im Speicher
die Wasserzufuhr abspert. Hinter dem Ventil 12 ist in gleicher Leitung ein vom Thermostaten
13 beeinflußtes Ventil 1d., das gleichfalls bei Unterschreiten einer bestimmten
Mindesttemperatur im Speicher die Wasserentnahme drosselt bzw. abschließt.
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Der gewünschte Speicherdruck wird durch Zuführung von höher gespanntem
Dampf durch die Leitung 15 erreicht, wobei das Re-;lu ;:ierventil 16 bei Unterschreitung
des bestimmten Druckes im Speicher öffnet. Auf diese Weise wird stets der Druck
gehalten, Gier ausreicht, um das Wasser aus dein Speicher durch die Leitung 8 zu
den Verbrauchsstellen zu schaffen.
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In Abb. 2 ist in die Entnahmeleitung 8 in unmittelbarer Verbindung
mit dem Speicher i ein geschlossener Behälter 17 eingesetzt, in dein sich eine Flüssigkeit
mit niedrigerem Siedepunkt als Wasser befindet. Wird aus dem Speicher durch die
Leitung 8 Wasser entnommen, so erwärmt sich die im Behälter 17 befindliche Flüssigkeit,
und der Flüssigkeitsdampf drückt durch die Leitung 18 in den Dampfraum des Speichers
i auf das im Speicher befindliche Wasser und befördert es so zu den Z'erbrauchern.
Bei Wiederaufladung des Speichers kann der Flüssigkeitsdampf, der die Ladung und
Zuführung von Wasser behindert, von Hand oder selbsttätig durch ein einstellbares
Entlüftungsventil i9 abgelassen werden. Die letztere Einrichtung hat den Vorteil,
daß der Di-iick aus dem Gefäß 17 erst dann einsetzt. wenn tatsächlich Heißwasser
von der Leitung 8 entnommen wird, und daß während der übrigen Zeit der Druck im
Speicher geringer ist, so daß die Ladung mit Wasser und Dampf auf einfachere Weise
erfolgen kann.
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Statt mit einer Flüssigkeit kann der Behälter 17 auch mit einem beliebigen
anderen gasförmigen Druckmittel arbeiten.