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Verfahren zum Betriebe einer Dampfwarmwasserheizung mit Zählung der
verbrauchten Kalorien und Einrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
Verfahren
zum Betriebe einer Dampfwarmwasserheizung mit Zählung der verbrauchten Kalorien
und Einrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens. Für diese Anmeldung ist gemäß dem
Unionsvertrage vom 2. Juni igi i die Priorität auf Grund der Anmeldungen in Frankreich
vom 22. Februar 1924 und 28. Januar 1925 beansprucht Die Erfindung bezieht
sich auf eine Dampfwarmwasserheizung und betrifft ein Verfahren zur Verteilung der
Wärme unter Zählung der in jeder Wohnung verbrauchten Kalorien. Sie ist gekennzeichnet
durch die Kombination einer Wiedererwärmung des Umlaufwassers durch Dampf in einem
Wärmeaustauscher, der Messung der Kondenswassermenge und der ZTmlaufbeschlettnigung
durch ein Druckmittel.
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Die Heizungsanlage zur Ausübung dieses Verfahrens hat einen Kessel,
welcher unter bestimmtem Druck Dampf in eine Steigleitung liefert, von welcher Leitungen
abzweigen, welche den Dampf dem Wärmeaustauscher jeder Wohnungsheizungsanlage zu=
führen. Jede Wohnungsanlage kann unabhängig von der andern in ihrer Temperatur geregelt
oder außer Betrieb gesetzt werden. Es «-erden bei jeder nur die tatsächlich verbrauchten
Kalorien gezählt.
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Auf der schematischen Zeichnung sind zwei Heizvorrichtungen zur Ausübung
des Verfahrens gemäß der Erfindung in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt.
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Es zeigen: ALb. i eine erste Ausführungsfortn der Heizungsanlage,
Abb.2 eine geänderte Ausführungsform eines einzelnen Teiles, Abb.3 eine zweite Ausführungsform
der Heizungsanlage, Abb. 4. einen einzelnen Teil in Ansicht.
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Die beschriebenen und dargestellten Heizungsanlagen eignen sich für
jede Wohnung, und eine einzige Wärmequelle liefert die Kalorien für jede der Hilfsanlagen
oder für jede einzelne Wohnungsanlage. Der Einfachheit halber sind die Anlagen in
Abb. i und 3 so dargestellt, daß sie nur zwei Stockwerke heheizen, aber es ist klar,
daß die Zahl der Stockwerke und der Wohnungen beliebig groß sein kann.
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Nach der Abb. i enthält jede besondere oder Wohnungsheizungsanlage
nach der Art der Treibheizungen zwei verschieden hoch angeordnete Behälter i und
2, von denen der eine unter i abgedichtet ist und periodisch durch die Bewegung
eines von den Schwankungen des Wasserstandes in dem einen oder anderen Behälter
abhängigen Schwimmers mit einer Preßluftquelle und mit der Atmosphäre in Verbindung
gebracht wird, um so durch die Radiatoren 3 eine bestimmte Wassermenge zti drücken,
welche zu dem oberen Behälter 2 zurückkehrt, aus welchem sie infolge der Schwere
in den Treibkessel i durch die Leitung s ausfließt, so claß ein dauernder Umlauf
geschaffen wird.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. i ist jede Nebenanlage vollständig
unabhängig. Sie besitzt ihre Treibeinricbtung, ihren Wä rmeaustauscher und kann
bei jeder Temperatur arbeiten oder außer Betrieb gesetzt «erden, ohne daß die anderen
Verteilungseinrichtungen oder Heizungsanlagen beeinflußt werden.
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Die Kalorien werden für das ganze Verteilungssystem durch einen Dampfkessel
4 geliefert, der mit einem Manometerrohr j versehen ist. Der unter bestimmten Spannungs-und
Temperaturverhältnissen erzeugte Wasserdampf steigt in einem Rohre 6 in die Höhe.
In Höhe jeder Anlage zweigt von dem Rohre 6 eine Leitung 611 ab, welche in einem
Wärmeaustauscher ; endigt, dessen Einrichtung und Anordnung beliebig sein kann.
Durch diesen Wärrneaustauscher 7 läuft das 'Wasser der Heizanlage um, welches durch
die Kondensation
einer Dampfmenge, die den abgegebenen Kalorien
pröportional ist, erhitzt wird. Parallel zu dem Wärmeaustauscher 7 liegt eine Umführungsleitung
io. Durch ein Mischventil 9 wird das Verhältnis der Wassermengen geregelt, welche
durch den Wärmeaustauscher7 und an ihm vorbeifließen, und damit die Temperatur des
Wassers, welches in einer Anlage umläuft.
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Die Menge des Kondensationswassers, «-elche als Grundlage zur Berechnung
der verbrauchten Kalorien dient, ist in einer gegebenen Zeit proportional der Wassermenge,
welche durch den Austauscher 7 während dieser gegebenen Zeit geflossen ist. Hieraus
ergibt sich, daß der Verbraucher stets gerade nur die Kalorien bezahlt, welche tatsächlich
verbraucht worden sind und deren Menge er entsprechend der gewünschten Temperatur
regelt.
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Das Aufzeichnen der verbrauchten Kalorien, d. h. der Kondenswassermengen,
erfolgt mittels eines volumetrischen Zählers von bekannter Art. Es ist aber zu beachten,
daß es, um stets vergleichbare Zahlen zu erhalten, nötig ist, diese Wassermenge
bei einer bestimmten Temperatur zu messen. Praktisch wird man dies erreichen, wenn
man von der Temperatur des Wiedererhitzungsdampfes, der stets unter einer bestimmten
Spannung steht, ausgeht.
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Zu diesem Zwecke durchströmt das Kondenswasser, welches aus dein Austauscher
7 kommt, vor seinem Eintritt in den Zähler r r einen kleinen Hilfsaustauscher 12,
in welchen der Dampf der Leitung 6 durch die Zweigleitung 6b eintritt. Das wiedererhitzte
Kondenswasser aus dein Austauscher; fließt alsdann in den Zähler i i ah, und das
Kondenswasser, welches sich in dein Hilfsaustauscher i2 bildet, fließt in die Rohrschleife
13, die mit der Eintrittsleitung in den Zähler verbunden ist, ab und wird mitgemessen.
Nach Verlassen des Messers gelangt das aufgezeichnete oder gemessene Wasser wieder
in die Fallleitung r.4, welche zum . Manometerrohr 3 führt und alsdann in den Kessel
4.. Ein Kondenswassertopf kann die Rohrschleife 13 ersetzen, tun zu verhindern,
daß der Dampf unmittelbar in den Zähler geht.
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Jeder '\'erbraucher kann l:eliebig seine Heizungsanlage ausschalten
oder den Wassertimlauf bei jeder gewünschten Temperatur mit der Sicherheit regeln,
daß sein Zähler nur die Kalorien verzeichnet, die tatsächlich verbraucht sind. Bei
den Heizungsanlagen mit periodischem Antrieb wird die umlaufende \Vasserinc#nge
äußerst beschränkt, und hieran: folgt, daß die Behälter i und 2 und die Zählereinrichtung
mit dem Wärmeaustauscher auf einem sehr kleinen Raum Platz finden, so daß sie ohne
Störung in der Küche oder- in der Ecke eines. anderen kleinen Raumes untergekracht
werden können.
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Das Mischventil 9 der Anlage, wie es soeben beschrieben, ist eine
teure Vorrichtung, die durch die Einrichtung nach Abb.2 ersetzt werden kann.
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Ein einfacher Hahn 9 ist in der Umführungsleitung io angeordnet. Das
durch Leitung 8 zufließende Wasser wird sich zwischen :len beiden Leitungen io und
roa im Verhältnis zu deren Ouerschnitt verteilen. Wenn die Leitung- io einen größeren
Durchmesser als die vom Wärineaustauscher 7 kommende Abteilung ioa hat, dann geht
bei voller Öffnung des Schiebers 9 nur eine unbedeutende Menge Wasser durch den
Erhitzer 7. Durch den Hahn 9 läßt sich also die Temperatur des Wassers, welches
in die Radiatoren geschickt wird, regeln.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abh. i enthält jede Wohnungsheizung
ihren-eigenen Umlaufbeschleuniger (Treiber i, Ausdehnungsgefäß 2). Diese Einrichtung
ist atigenscheinlich kostspielig für Wohnungen, welche nur eine sehr kleine Anzahl
von Radiatoren i: esitzen.
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Die Abb.3 -neigt eine Heizungsanlage für rin Gebäude, bei welcher
ein einziger Umlaufl:eschleuniger für alle Wohnungsheizun-Iren oder Heizungen für
einzelne Räume geneinsam ist. In diesem Falle ist ein Haupterhitzer oder Wärmeatistausclrer
für die ganze. Heizungsanlage vorgesehen, und zwar am Atisgange aus dein Treiber,
urn so jedem Raume sehr heißes Wasser mit konstanter Temperatur zuzuführen.
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Jeder Verbraucher regelt mittels eines Hahnes die Menge dieses heißen,
durch die Radiatoren gehenden Wassers. Das am Austritt aus den Radiatoren abgekühlte
Wasser wird, bevor es in den Ausdehnungsbehälter des Umlaufl#eschleuniger s zurückgeschickt
wird, in einen besonderen Wiedererhitzer 7, der bei jedem Verbraucher steht, geleitet.
Die Zahl der Kalorien, welche das abgekühlte Wasser in dem Wiedererhitzer aufnehmen
muß, um wieder die Temperatur zu erhalten, «-elche es bei seinem Eintritt in die
Radiatoren besaß, bezeichnet genau die verbrauchten Kalorien. Wie schon in bezug
auf Ahb. r auseinandergesetzt,. erfolgt die Zählung der verbrauchten Kalorien durch
Messen der in dein Wiedererhitzer des Raumes oder der Wohnung kondensierten Wassermenge.
Der Haupterhitzer am Anfangspunkt gleicht nur die Kalorienverloste in der Steig-
und Fallleitung der Hauptanlage aus.
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In der Abb. 3 ist der Kessel, welcher den Wiedererhitzungsdampf ,
für die ganze Anlage liefert, mit 4 bezeichnet.
Dieser Kessel 4.
speist die Steigleitung 6, von welcher eine Leitung 15 zum Haupterhitzer
16, der hinter dem Treiber i angeordnet ist, abgeht. Das ungefähr auf ioo° erhitzte
Wasser füllt die Falleitung 17 an, welche für das ganze Gebäude gemeinsam ist und
von welcher die Leitungen 8 für jeden Raum oder Wohnung abzweigen. Hähne 18 in diesen
Leitungen 8 regeln die Menge heißen Wassers, das durch die Radiatoren 3 geht. Das
abgekühlte, aus den letzteren kommende Wasser gelangt in den Wiedererhitzer oder
Wärmeaustauscher 7, der durch eine von der Steigleitung 6 abgehende Leitung 611
mit Dampf gespeist wird, alsdann nach Wiedererhitzung auf die Temperatur, welche
es beim Eintritt in die Radiatoren hatte, gelangt es durch die Rückleitung ig in
das Ausdehnungsgefäß 2 des Umlaufbeschleunigers. Das Kondenswasser von jedem Wiedererhitzer
7 geht durch den Zähler i i und tritt durch die Fallleitung 14 wieder in den Kessel
4. ein, welcher auch das Kondenswasser aus dein Haupterhitzer 16 aufnimmt.
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In dem Falle, wo die Heizungsanlage einen Umlaufbeschleuniger für
jeden Raum oder jedes Stockwerk hat (s. Abb. i), kann man die beschriebene Regelung
ersetzen durch eine Regelung mittels eines Wärmeaustauschers mit veränderlicher
Oberfläche, dessen Heizglieder mittels geeigneter Hähne oder Schieber in jeder gewünschten
Zahl ein-und ausgeschaltet werden können.
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In dem Falle, wo man nicht in jeder Wohnung oder jedem Raum eine.Heizungsanlage
mit Treiber einrichtet, kann man den Haupterhitzer 16 als Kessel verwenden und den
Umlauf durch Schwerkraft bewirken. Die Regelung der Temperatur des Umlaufwassers
kann durch den Wärmeaustausches 7 oder durch einen Mischhahn 9 mit drei Wegen (Abb.
i) oder auch durch die Einrichtung nach Abb. 2 bewirkt werden.
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Endlich kann das aus dem Wiedererhitzer 7 austretende Wasser, mit
Dampfblasen beladen, in an sich bekannter Weise eine Beschleunigung des Umlaufs
bewirken mittels der in Abb. 4. erläuterten Injektoreinrichtung. Das mit Dampfblasen
beladene Wasser verläß t deri Wiedererhitzer 7 durch die Leitung 2o, welche in der
Leitung i9 angeordnet ist, um einen Injektor zu schaffen (Abb.4), welcher einen
bedeutenden Teil des Rücklaufwassers durch die Leitung 8v, die mit einem Hahn oder
Schieber zur Regelung versehen ist, mitzieht.