DE4432464A1 - Verfahren und Anlage zum Erhitzen von Wasser mittels Dampf aus dem Dampfnetz einer Fernheizung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Erhitzen von Heiz- bzw. Brauchwasser mittels Dampf aus dem Dampfnetz einer Fernheizung, jeweils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 9.

In der Gebäudetechnik werden statische Heizungen, Lüftungsanlagen und Warmwasserbereitungsanlagen mit Heizwasser versorgt, welches durch Fernwärme erwärmt werden kann. Eine Versorgungsart der Fernwärme ist indu­ strieller Dampf, der bedingt durch andere Verbraucher sehr unterschiedliche Pa­ rameter haben kann.

Beim herkömmlichen Verfahren zur Erwärmung von Heizwasser mit Ferndampf werden Wärmetauscher unterschiedlicher Bauformen und Rege­ lungsprinzipien eingesetzt. Der Wärmeinhalt des Dampfes wird über den Dampf- Wärmetauscher auf das Heizwasser übertragen und damit das Heizwasser er­ wärmt. Das erwärmte Heizwasser transportiert mittels Umwälzpumpen die Wärme zum Verbraucher, kühlt dort ab und gelangt zurück zum Dampf-Wärmetauscher. In diesem Kreislauf muß dem Heizwasser genau die Wärmemenge zugeführt werden, die beim Verbraucher abgenommen wird. Mit steigendem Wärmebedarf bei niedri­ gen Außentemperaturen erhöht man die Heizwasser-Vorlauftemperatur. Sehr häu­ fig liegt die obere Grenze der Vorlauftemperatur bei 90°C, höchstens jedoch ent­ sprechend der DIN bei 110°C. Die Drücke solcher gebäudetechnischer Anlagen sind von den statischen Höhen der Gebäude und den Heizkörperauslegungen ab­ hängig und liegen im Regelfall bei weniger als 6 bar.

Der aus dem Dampfnetz zugeführte Dampf ist üblicherweise (leicht) überhitzter Dampf oder auch Sattdampf. Bei einem gebräuchlichen überhitzten Dampf mit 6,0 bar und 220°C setzt sich der spezifische Wärmeinhalt pro kg und der Anteil der Wärmeübertragung, bezogen auf eine Wassertemperatur von 80°C wie folgt zusammen:

In Fig. 1 ist das Funktionsschema einer Fernwärme-Kompaktstation nach dem Stand der Technik gezeigt. Über eine Dampfleitung 10 wird überhitzter Dampf einem Rohrbündel-Wärmetauscher 12 unter Zwischenschaltung eines Be­ grenzungsventils 14 zugeführt. Das nach Kondensation des Dampfes im Wärme­ tauscher 12 entstehende Kondensat wird über eine Kondensatleitung 16 wieder in das Fernwärmenetz zurückgeleitet, wobei diese Rückleitung über ein in der Kondensatleitung 16 angeordnetes Regelventil 18 temperaturgeregelt erfolgt. An der Sekundärseite des Wärmetauschers 12 ist der übliche Heizkreislauf 20 der Hausanlage angeschlossen.

In dem Rohrbündel-Wärmetauscher 12 wird dem überhitzten Dampf die Wärme zu Heizzwecken in drei Phasen entzogen. Für alle drei Phasen ist aus kon­ struktiven Gründen die Heizflächengestaltung im Wärmetauscher die gleiche. Be­ dingt durch strömungstechnische und thermodynamische Kriterien ist der Wärme­ übergang an die Heizfläche sehr unterschiedlich. Dies und der sehr unterschiedli­ che Wärmeanteil führen zu folgenden Bewertungen:

Dampfkühlung: Dem Dampf muß bis zum Erreichen der Sättigungstem­ peratur die Überhitzungswärme entzogen werden. Erst dann ist die Kondensation überhaupt möglich. Der Wärmemengeanteil ist mit 11,8% gering und der Wärme­ übergang vom Dampf an ein glattes Rohr sehr schlecht. Der erforderliche Heizflä­ chenanteil ist deshalb relativ groß und das Verfahren unwirtschaftlich. Eine günsti­ ge Heizflächenform wäre das Rippenrohr.

Kondensation: Der Wärmemengenanteil liegt mit 82,5% sehr hoch. Der Wärmeübergang bei der Kondensation an ein Rohr ist sehr gut. Für diese Phase ist die Heizflächengestaltung und die Dimensionierung optimal.

Kondensatkühlung: Das Kondensat muß von der Sättigungstemperatur bis auf ca. 80°C gekühlt werden. Wegen den geringen Turbulenzen ist der Wär­ meübergang ungünstig. Der Wärmemengenanteil liegt nur bei 5,7%. Hier würde sich ein Plattenwärmetauscher lohnen.

Es ist ersichtlich, daß bei der Dimensionierung des Dampf-Wärme­ tauschers wegen der Dampf- und Kondensatkühlung große thermodynamische und strömungstechnische Nachteile in Kauf genommen werden müssen.

Bezüglich der Regelung und den Sicherheitsabschaltungen ist zu be­ rücksichtigen, daß der Dampf zunächst an der Rohroberfläche des Wärmetau­ schers auf Sättigungstemperatur abgekühlt werden muß. Diese Phase läuft im obe­ ren Heizflächenbereich ab. Danach kondensiert der Dampf im mittleren Heizflä­ chenbereich, wobei dieser Heizflächenanteil die eigentliche regelbare Größe dar­ stellt. Das Kondensat wird im unteren Heizflächenbereich angestaut und von Sätti­ gungstemperatur auf ca. 80°C zurückgekühlt.

Über das Regelventil 18 strömt soviel Kondensat aus dem Wärmetau­ scher ab, wie äquivalent an Dampf zur erforderlichen Wärmeübertragung nach­ strömen muß. Bei einer Wärmeleistung von Null wird die Heizfläche völlig abge­ deckt, indem das Kondensat über den Heizflächenbereich für Dampfkühlung und Kondensation angestaut wird. Ein Wärmeübergang ist nicht mehr möglich. Bei Vollast wird dagegen mehr Heizfläche für die Kondensation freigegeben.

Das System ist entsprechend den Forderungen der DIN 4747, 4751 und der TRD (Technische Regeln für Druckbehälter) gegen Übertemperatur (Sicher­ heitstemperaturbegrenzer 22) und Überdruck (Sicherheitsdruckbegrenzer 24) zu sichern. Dabei reicht ein Schnellschluß, wie er bei Heißwasseranlagen mit dem Regelventil ausgeführt wird, nicht aus. Vom leistungsabhängigen Kondensatstand ausgehend wird nach einem Schnellschluß noch soviel Dampf in den Wärmetau­ scher nachströmen, wie zur völligen Abdeckung der Heizfläche an Kondensat be­ nötigt wird. Das dauert seine Zeit. Die Unterbrechung der Wärmezufuhr muß je­ doch ohne Zeitverzögerung erfolgen und kann daher nur durch das Begrenzungs­ ventil 14 in der Dampfzuleitung 10 übernommen werden. Löst der Sicherheitstem­ peraturbegrenzer 22 aus, so darf er nicht wieder selbständig die Wärmezufuhr freigeben. Solche Anlagen erfordern daher zusätzlichen Bedienungsaufwand, nachdem der Sicherheitstemperaturbegrenzer entsperrt werden muß. Um diesen zusätzlichen Bedienungsaufwand möglichst zu vermeiden, wird ein Temperaturreg­ ler 26 mit einem schnell reagierenden Fühler einige Grad unter den Auslösepunkt eingestellt, wodurch die Dampfzufuhr fast verzögerungsfrei unterbrochen werden kann.

Bedingt durch große Volumina und hohe Dampfdrücke fallen Dampf­ wärmetauscher in die Rubrik der Druckbehälter und unterliegen damit den Vor­ schriften der TRD. An Dampfanlagen müssen zyklisch wiederkehrende Untersu­ chungen von Sachverständigen des TÜV vorgenommen werden.

Die genannten Kriterien begründen die wesentlichen Nachteile, warum durch die Rohrbündel-Wärmetauscher und die erforderlichen Sicherheitseinrich­ tungen beim herkömmlichen Verfahren der Dampfbetrieb sehr preisintensiv und wartungsaufwendig ist. Außerdem ist bei größeren Anlagen mit Leistungen von beispielsweise einigen 100 kW der erforderliche Dampf-Wärmetauscher so groß, daß er oftmals nicht in einen normalen Kellerraum paßt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß sich eine kostengünstige­ re, weniger wartungsaufwendige und kompaktere Lösung ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der über das Dampfnetz der Fernheizung zur Verfügung gestellte Dampf in im Kreislauf befindliches, aufzuheizendes Wasser zum direkten oder indirekten Erhit­ zen des Heiz- bzw. Brauchwassers injektiert wird. Der preisintensive und war­ tungsaufwendige Dampf-Wärmetauscher gemäß dem Stand der Technik entfällt daher.

Die in das Wasser zu injektierende Dampfmenge wird in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung durch gesteuertes bzw. geregeltes Abführen von Wasser bzw. Kondensat in die Kondensatleitung des Fernwärmenetzes gesteuert bzw. geregelt.

Besonders vorteilhaft ist weiterhin, wenn bei der Injektion des Dampfes in das Wasser die Dampfbläschen zerkleinert werden, wozu der injektierte Dampfstrom und das Wasser zweckmäßigerweise durch eine engmaschige Struk­ tur hindurchgeleitet werden; hierdurch läßt sich insbesondere auch eine störende Geräuschentwicklung bei der Injektion des Dampfes vermeiden bzw. zumindest ganz erheblich reduzieren.

Auf ein Dampfpolster, wie es bisher bei Eindüsung von Dampf üblich ist, z. B. bei der thermischen Entgasung des Speisewassers in der Kraftwerkstechnik, wird im Falle der vorliegenden Erfindung vorzugsweise völlig verzichtet. Das Sy­ stem soll vollständig entlüftet sein und, insbesondere im Falle der direkten Injekti­ on, keine Anlagenteile wie z. B. Ausdehnungsgefäße beinhalten.

Das vorzugsweise ständig im Kreislauf befindliche Wasser, in das der Dampf injektiert wird, kann das Heizwasser des vorhandenen Heizungskreislaufs sein. Es wird hier also das Heizwasser direkt bzw. unmittelbar durch den Dampf erhitzt, wodurch die Anlage besonders einfach und kompakt wird.

In alternativer Weise kann das im Kreislauf befindliche, vom Dampf auf­ zuheizende Wasser getrennt vom Heizwasser-Kreislauf gehalten werden und in diesem Fall wird die bei der Dampfinjektion abgegebene Wärme mittels Wärme­ tauscher vom aufgeheizten Wasser zum Heizwasser (bzw. Brauchwasser) übertra­ gen; hierbei kann als Wärmetauscher beispielsweise ein Platten-Wärmetauscher verwendet werden, der von den Abmessungen her sehr viel kleiner als der oben genannte Dampf-Wärmetauscher ist und im übrigen selbstverständlich auch nicht als Druckbehälter im Sinne der TRD gilt.

Weiterhin kann es für die Praxis von ganz erheblichem Vorteil sein, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der mit der Dampfleitung und der Kondensatleitung in Verbindung stehende Wasserkreislauf zusätzlich noch mit einer Heißwasser-Vorlaufleitung und einer Heißwasser-Rücklaufleitung für ein üb­ liches Heißwasser-Fernnetz in Verbindung steht, wobei elektrische und hydrauli­ sche Schaltmittel vorgesehen sind, um zwischen Heißwasserbetrieb und Dampfbe­ trieb umzuschalten. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann sinnvoll, wenn eine Anlagenerneuerung bei Dampfbetrieb erforderlich wird, jedoch eine langfristi­ ge Umstellung der Fernwärme auf Heißwasserbetrieb geplant ist.

Die Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf:
Nachdem überhitzter oder auch Sattdampf der Fernwärme über einen Injektor direkt in das Wasser bzw. das Kondensat injektiert wird, wird der preisin­ tensive und wartungsaufwendige Dampf-Wärmetauscher nicht mehr benötigt und die erforderlichen Sicherheitseinrichtungen minimiert. Der Dampfzustandswandel führt solange zum Nachströmen des Dampfes, bis im System der Dampfsätti­ gungsdruck erreicht ist. Bei einem entlüfteten System ist nur eine sehr kleine Dampfmenge dazu erforderlich, so daß die dabei freiwerdende Wärme des Dampfes zunächst im Injektionsbereich, der durch einen Strömungsteiler definiert sein kann, verbleibt. Das Kondensat erreicht Sättigungszustand und stellt damit das thermische Gleichgewicht zum Druck des anstehenden Dampfes her. Der Dampfstrom und damit die Wärmezufuhr sind unterbrochen.

Strömt aus dem System Kondensat ab, kann entsprechend der Mas­ senbilanz die äquivalente Dampfmenge nachströmen und das mittels einer Um­ wälzpumpe zirkulierende Wasser bzw. Kondensat aufheizen. Das aufgeheizte Wasser steht dem Verbraucher für einen direkten oder indirekten Betrieb zur Ver­ fügung.

Das bei der Injektion entstehende Kondensat bzw., genauer gesagt, ei­ ne entsprechende Menge des im Umlauf befindlichen Wassers/Kondensats wird geregelt und (bei geöffneter Kondensat-Ventileinrichtung) kontinuierlich dem Fernwärme-Kondensatsystem zurückgeführt, mittels der Umwälzpumpe auch dann wenn der Druck des Ferndampfes unter dem Gegendruck der Kondensatleitung liegt. Der Anlagendruck wird durch den Dampfdruck gehalten. Ausdehnungsvor­ richtungen sind nicht erforderlich. Die Anlage gilt als geschlossenes Kondensat­ system. Eine korrosionsfördernde Sauerstoffanreicherung ist ausgeschlossen.

Die Kondensat-Ventileinrichtung wird außentemperaturabhängig ange­ steuert und läßt soviel Kondensat aus dem System abströmen, wie äquivalent als Dampfmenge zur Beheizung benötigt wird. Die Abströmmenge wird mit einem Durchflußregler auf die Anschlußleistung, höchstens jedoch auf die Maximallei­ stung der Anlage begrenzt. Diese Armatur ist entsprechend den technischen An­ schlußbedingungen der Wärmeversorgungsunternehmen plombierbar.

Die Minimalleistung der Anlage kann geregelt bis auf Null reduziert wer­ den. Strömt kein Kondensat ab, kann auch kein Dampf nachströmen. Die erforder­ liche Schließstellung der Kondensat-Ventileinrichtung wird durch Regeltakte er­ reicht, kann jedoch auch durch eine Sicherheitsabschaltung bei einer unzulässigen Temperaturüberschreitung als Schnellschluß erfolgen. Da sich kein kompressibles Medium im System befindet, wird mit dem Schellschluß der Kondensat-Ventilein­ richtung die Wärmezufuhr ohne Zeitverzögerung unterbrochen. Das wegen des höheren spezifischen Volumens 3 bis 4 Nennwerte größere Begrenzungsventil der Dampfleitung entfällt.

Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung an­ hand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Anlage zum Erhitzen von Wasser mittels Ferndampf nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anla­ ge mit direkter Einspeisung des Ferndampfes in das Heizwasser,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen An­ lage mit indirekter Einspeisung des Ferndampfes, und

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anla­ ge, die für einen bivalenten Betrieb geeignet ist.

Zunächst wird auf das erste Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 Bezug genommen.

Einer insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichneten Kreislaufleitung für Heizwasser, die vollständig entlüftet ist, wird über eine Injektoreinrichtung 102 überhitzter Dampf aus einer Dampfleitung 110 eines Dampfnetzes einer Fernhei­ zung zugeführt. An der Dampfleitung 110 sind vor der Injektoreinrichtung 102 eine Absperrarmatur 104, ein Manometer 106 und ein Thermometer 108 angeordnet.

Die Injektoreinrichtung 102 ist vorzugsweise so aufgebaut, daß die in­ jektierten Dampfbläschen möglichst stark zerkleinert werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß der injektierte Dampf samt dem im Kreislauf befindlichen Wasser durch eine engmaschige Struktur hindurchgeleitet wird, also beispielswei­ se eine Gitterstruktur, eine Streckmetall-Struktur oder eine Maschenstruktur. Be­ sonders geeignet hierzu ist die Verwendung eines sogenannten Strömungsteilers, wie er in anderem Zusammenhang beispielsweise bei Dampfumformern verwendet wird. Ein hierfür geeigneter Strömungsteiler ist beispielsweise in "Dampfumform­ ventile für die Energieoptimierung verfahrenstechnischer Anlagen" von H. Bart­ scher, Sonderdruck aus "Chemie-Anlagen + Verfahren", Heft 9 und 10 (1986), ins­ besondere Seiten 4 und 5 offenbart. Durch den Einsatz eines Strömungsteilers ist eine vibrationsarme und stark geräuschgeminderte Arbeitsweise gewährleistet.

In Umlaufrichtung des in der Kreislaufleitung 100 befindlichen Wassers bzw. Kondensats gesehen (die Strömungsrichtung verläuft in der Darstellung ge­ mäß Fig. 2 im Uhrzeigersinn) nach der Injektoreinrichtung 102 ist ein Entlüftungs­ ventil 114 an der Kreislaufleitung angeordnet. Der sich hieran anschließende Lei­ tungsabschnitt 118 der Kreislaufleitung kann als Vorlauf der Gebäudeheizung be­ zeichnet werden und an ihm sind nacheinander ein Thermostatschalter 120, ein Meßfühler 122, ein Druckschalter 124 und ein Sicherheitsventil 126 angeordnet.

Nach Durchströmen des erhitzten Heizwassers durch die nicht darge­ stellten Wärmeverbraucher (Heizkörper) kehrt das Heizwasser über den als Rück­ lauf zu bezeichnenden Leitungsabschnitt 128 zurück, wobei an diesem Leitungs­ abschnitt ein Manometer 130 und anschließend ein Entleerungsventil 132 ange­ ordnet sind. Das abgekühlte Heizwasser wird anschließend über eine Umwälz­ pumpe 134, eine Rückschlagklappe 136 und ein Drosselventil 138 zur Injektorein­ richtung 102 zurückgeführt.

Zwischen der Rückschlagklappe 136 und dem Drosselventil 138 zweigt die Kondensatleitung 112 ab, über die das Kondensat in das Fernheiznetz rückge­ leitet wird. In Strömungsrichtung des Kondensats gesehen sind in der Kondensat­ leitung 112 hintereinander eine Absperrarmatur 140, ein motorbetriebener Tempe­ raturregler 142, ein Durchflußregler 144, eine Rückschlagklappe 146 und eine weitere Absperrarmatur 148 angeordnet. Zwischen Rückschlagklappe 146 und Ab­ sperrarmatur 148 befindet sich ein Manometer 150.

Zwischen dem Leitungsabschnitt 128 und der Umwälzpumpe 134 ist ein Wärmemengenzähler 152 angeordnet, der in bekannter Weise mit je einem am Leitungsabschnitt 118 (Vorlauf) und 128 (Rücklauf) angebrachten Meßfühler 154 bzw. 156 zusammenarbeitet.

Mit der Bezugsziffer 158 ist ein zentrales Regel- bzw. Steuermodul be­ zeichnet, welches den Betrieb der Anlage in Abhängigkeit von der Außentempera­ tur, vgl. Außenfühler 160, steuert.

Im Falle des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels wird somit der überhitzte Dampf unmittelbar in den Heizkreislauf eingespeist. Es kann sich empfehlen, den Heizkreislauf vor Inbetriebnahme der Anlage gleich mit Kondensat zu befüllen, um mögliche Schäden mit Sicherheit auszuschließen; nach einiger Betriebszeit wird sich im Heizkreislauf allerdings ohnehin nur noch Kon­ densat befinden.

Die Heizanlage der Wärmeverbraucher wird ohne hydraulische Tren­ nung mit dem geregelt aufgeheizten Kondensat betrieben, wenn der Dampfdruck mindestens 1 bar über dem Äquivalent der geodätischen Höhe der Heizanlage liegt. Der Maximaldruck des Dampfes muß entsprechend dem Auslegungsdruck der Heizungsanlage abgesichert sein. Die Umwälzpumpe 134 übernimmt die zweifache Funktion einerseits als Heizungsumwälzpumpe und andererseits als Kondensatpumpe.

Das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel ist insbesonde­ re für Kleinanlagen bis zu etwa 100 kW Leistung und einem relativ geringen Was­ servolumen angemessen. Dem Fachmann ist klar, daß auch Brauchwarmwasser­ bereiter angeschlossen werden können, wenn der Trinkwasserdruck über dem Dampfdruck liegt.

Im folgenden wird auf das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 Bezug genommen. Entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2 bezeichnet und auf eine diesbezügliche nochmalige Beschreibung wird weitestgehend verzichtet.

Der wesentliche Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 besteht darin, daß beim zweiten Ausführungsbeispiel zwei voneinander hydraulisch getrennte Kreisläufe vorgesehen sind, nämlich der vollständig entlüftete Kondensatkreislauf 200 und der Heizungskreislauf 220, der unter anderem die Leitungsabschnitte 118 (Vorlauf) und 128 (Rücklauf) umfaßt. Beide Kreisläufe 200 und 220 sind durch einen zwi­ schengeschalteten Wärmetauscher 210 thermisch miteinander verbunden, wobei dieser Wärmetauscher 210 insbesondere ein Plattenwärmetauscher sein kann.

Im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels kann der Dampfdruck bis zum Auslegungsdruck des Dampf- und Kondensatsystems einschließlich des Plattenwärmetauschers gewählt werden. Bei höheren Drücken wird eine Dampf­ druckreduzierung mit Absicherung installiert. Der Überhitzungsgrad des Dampfes ist nur für die statische Bewertung der eingesetzten Materialien und die thermische Dimensionierung, nicht aber für die Technologie der Anlage zu berücksichtigen. Es versteht sich, daß anstelle des Heizungskreislaufs oder zusätzlich zum Heizungs­ kreislauf, gegebenenfalls unter Verwendung eines zusätzlichen Wärmetauschers, auch eine Brauchwasserbereitungsanlage vorgesehen sein kann.

Im folgenden wird auf das dritte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 Be­ zug genommen, welches die Möglichkeit eines bivalenten Betriebes eröffnet. Nachdem Teile der Anlage gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit der Anlage gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel übereinstimmen, werden für entspre­ chende Teile gleiche Bezugsziffern verwendet und auf eine diesbezügliche noch­ malige Beschreibung im wesentlichen verzichtet.

Die in Fig. 3 gezeigte Anlage für indirekte Einspeisung ist in der Anla­ ge gemäß Fig. 4 vollständig enthalten. Zusätzlich ist die Möglichkeit geschaffen, die Anlage auch alternativ mit Heißwasser aus dem Heißwassernetz einer Fern­ heizung zu betreiben. Hierzu ist der Kondensatkreislauf 200 mit einer Heißwasser- Vorlaufleitung 310 und mit einer Heißwasser-Rücklaufleitung 330 verbunden bzw. verbindbar. Die Heißwasser-Vorlaufleitung 310 mündet in den Kondensatkreislauf 200 zwischen der Injektoreinrichtung 102 und dem Entlüftungsventil 114 und die Heißwasser-Rücklaufleitung 330 zweigt von dem Kondensatkreislauf 200 zwischen dem Wärmemengenzähler 152 und der Kondensat-Umwälzpumpe 134 ab.

In bzw. an der Heißwasser-Vorlaufleitung 310 sind, in Strömungsrich­ tung des Mediums gesehen, folgende Bauteile nacheinander angeordnet: eine Ab­ sperrarmatur 312, ein Manometer 314, ein Thermometer 316, ein Entleerungsventil 318, ein Schmutzfänger 320 und ein motorgetriebener Temperaturregler 322. In der Heißwasser-Rücklaufleitung 330 sind, wiederum in Strömungsrichtung des Mediums gesehen, hintereinander folgende Bauteile angeordnet: ein Durchflußregler 324, ein Entleerungsventil 326, ein Thermometer 328, ein Manometer 332 und eine Absperrarmatur 334.

Im Falle des vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels kann die Anlage wahlweise mit Heißwasser aus der Heißwasser-Fernheizung oder mit Dampf aus der Dampf-Fernheizung betrieben werden. Hierzu ist lediglich das jeweils andere System zu deaktivieren. Der Betriebsartenwechsel erfolgt lediglich durch hydraulische und elektrische Umschaltung. Umrüstungen hierfür sind nicht erforderlich. Im Falle des Heißwasserbetriebes wird der gesamte Zweig zwischen der Abzweigung 336 und der Abzweigung 338 deaktiviert, im Falle des Dampfbe­ triebes die Heißwasser-Vorlaufleitung 310 bis zur Abzweigung 336 und die Heiß­ wasser-Rücklaufleitung 330 ab der Abzweigung 338.

Bezugszeichenliste

10 Dampfleitung
12 Dampf-Wärmetauscher
14 Begrenzungsventil
16 Kondensatleitung
18 Regelventil
20 Heizkreislauf
22 Sicherheitstemperaturbegrenzer
24 Sicherheitsdruckbegrenzer
26 Temperaturregler
100 Kreislaufleitung
102 Injektoreinrichtung
104 Absperrarmatur
106 Manometer
108 Thermometer
110 Dampfleitung
112 Kondensatleitung
114 Entlüftungsventil
118 Leitungsabschnitt
120 Thermostatschalter
122 Meßfühler
124 Druckschalter
126 Sicherheitsventil
128 Leitungsabschnitt
130 Manometer
132 Entleerungsventil
134 Umwälzpumpe
136 Rückschlagklappe
138 Drosselventil
140 Absperrarmatur
142 Temperaturregler
144 Durchflußregler
146 Rückschlagklappe
148 Absperrarmatur
150 Manometer
152 Wärmemengenzähler
154 Meßfühler
156 Meßfühler
158 Regel- bzw. Steuermodul
160 Außenfühler
200 Kondensatkreislauf
210 Platten-Wärmetauscher
220 Heizungskreislauf
310 Heißwasser-Vorlaufleitung
312 Absperrarmatur
314 Manometer
316 Thermometer
318 Entleerungsventil
320 Schmutzfänger
322 Temperaturregler
324 Durchflußregler
326 Entleerungsventil
328 Thermometer
330 Heißwasser-Rücklaufleitung
332 Manometer
334 Absperrarmatur
336 Abzweigung
338 Abzweigung

Claims (17)

1. Verfahren zum Erhitzen von Heiz- bzw. Brauchwasser mittels Dampf aus dem Dampfnetz (110, 112) einer Fernheizung, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf in im Kreislauf befindliches, aufzuheizendes Wasser zum direkten oder indi­ rekten Erhitzen des Heiz- bzw. Brauchwassers injektiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzu­ heizende Wasser das Heizwasser ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzu­ heizende Wasser vom Heizwasser getrennt gehalten wird und daß die bei der Dampfinjektion abgegebene Wärme mittels Wärmetauscher (210) vom aufgeheiz­ ten Wasser zum Heiz- bzw. Brauchwasser übertragen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die in das Wasser zu injektierende Dampfmenge durch gesteu­ ertes Abführen von Wasser bzw. Kondensat in die Kondensatleitung (112) des Dampfnetzes (110, 112) gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abführen von Wasser bzw. Kondensat in die Kondensatleitung (112) geregelt erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abführen außentemperatur-geregelt erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei der Injektion des Dampfes in das Wasser die hierbei entste­ henden Dampfbläschen zerkleinert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der injektier­ te Dampfstrom und das Wasser durch eine engmaschige Struktur hindurchgeleitet werden.

9. Anlage zum Erhitzen von Heiz- bzw. Brauchwasser mittels Dampf aus dem Dampfnetz (110, 112) einer Fernheizung, mit einer Dampfleitung (110) zum Zuführen von erhitztem Dampf und einer Kondensatleitung (112) zum Abführen von Kondensat, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein geschlossener Wasserkreislauf (100, 200) vorgesehen ist,
• - im Wasserkreislauf (100, 200) eine Umwälzpumpeneinrichtung (134) angeordnet ist,
• - eine Injektoreinrichtung (102) zum Injektieren von Dampf aus der Dampfleitung (110) in den Wasserkreislauf (100, 200) vorgesehen ist,
• - die Kondensatleitung (112) an den Wasserkreislauf (100, 200) angeschlossen ist,
• - die in den Wasserkreislauf (100, 200) injektierte Dampfmenge mittels einer in der Kondensatleitung (112) angeordneten Ventil-Einrichtung (142) steuerbar ist, und
• - im Wasserkreislauf (100, 200) zwischen Injektoreinrichtung (102) und Kondensat­ leitung (112) eine Wärmeverbraucher- bzw. Wärmeübertragungseinrichtung (210) eingeschaltet ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlos­ sene Wasserkreislauf der Heizwasserkreislauf (100) einer Heizanlage ist und die Wärmeverbrauchereinrichtung die Heizkörper der Heizanlage sind.

11. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeüber­ tragungseinrichtung eine Wärmetauschereinrichtung (210) ist, die sekundärseitig mit dem Heizwasserkreislauf (220) einer Heizanlage und/oder mit einem Brauch­ wasserbereiter in Verbindung steht.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasserkreislauf (100, 200) zwischen Kondensatleitung (112) und Injek­ toreinrichtung (102) eine Drosselventileinrichtung (138) angeordnet ist.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Wasserkreislauf (100, 200) eine Wärmemengenzähler-Einrichtung (152, 154, 156) vorgesehen ist.

14. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Kondensatleitung (112) angeordnete Ventil-Einrichtung (142) au­ ßentemperaturabhängig regelbar ist.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kondensatleitung (112) weiterhin ein Durchflußregler (144) angeordnet ist.

16. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektoreinrichtung (102) einen Strömungsteiler umfaßt.

17. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Heißwasser-Vorlaufleitung (310), die mit dem Wasserkreis­ lauf (200) zwischen Injektoreinrichtung (102) und Wärmetauschereinrichtung (210) verbunden ist sowie eine Heißwasser-Rücklaufleitung (330), die mit dem Wasser­ kreislauf (200) zwischen Wärmetauschereinrichtung (210) und Kondensatleitung (212) verbunden ist, umfaßt, und daß Schaltmittel vorgesehen sind, um zwischen Heißwasserbetrieb und Dampfbetrieb umzuschalten.