DE4442222A1 - Wärmeübergabestation - Google Patents
WärmeübergabestationInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmeübergabestation,
insbesondere für indirekte Wärmeübergabe, mit den Merkma
len des Anspruches 1.
Prozeß- und Heizwärme werden mit Fernheizungsanlagen
über große Strecken transportiert. Eine solche Fernhei
zungsanlage umfaßt eine Fernheizungszentrale, in der Dampf
oder Heißwasser als Wärmeträger erzeugt wird, der zu den
Verbrauchern gelangt. Bei den Verbrauchern wird die von
dem Wärmeträger herangeführte Wärme im Falle einer indi
rekten Wärmeübergabe mit Hilfe einer Wärmeübergabestation
entnommen und z. B. auf das Vorlaufwasser einer Warmwas
serheizungs- und/oder einer Warmwasserbereitungsanlage
übertragen.
Die Übertragung der Wärmeenergie erfolgt in bekannten
Wärmeübergabestationen bislang mit sog. Rohrbündelwärme
übertragern. Rohrbündelwärmeübertrager sind Apparate, die
einen Stahlmantel mit etwa dreißig innenliegenden Rohren
aufweisen, die häufig aus Kupfer bestehen, weil es sehr
gut wärmeleitend ist. Die Apparate werden unter Anpassung
an die jeweils geforderte Wärmeübertragungsleistung hand
werklich hergestellt, so daß es sich hierbei um Einzel
fertigung handelt, bei der der Einsatz von Maschinen nicht
rentabel ist. Solche Rohrbündelwärmeübertrager sind daher
dementsprechend teuer.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil der herkömmlichen
Rohrbündelwärmeübertrager ist, daß die gesamte Wärmeüber
gabestation ausfällt, wenn ein einziges der inneren Rohre
defekt ist. Ein Ersatzapparat für den defekten Apparat muß
jedoch genauso wie letzterer handwerklich hergestellt wer
den, so daß er erst nach einigen Wochen geliefert werden
kann. In Verwaltungsgebäuden, Kaufhäusern, Schulen und
Industriebetrieben, wo solche Rohrbündelwärmeübertrager
für Warmwasserheizungs- und Warmwasserbereitungsanlagen im
Einsatz sind, ist eine derart lange Ausfallzeit auf keinen
Fall tolerierbar. Daher wird in herkömmlichen Wärmeüber
gabestationen immer ein Reserveapparat gleicher Leistung
installiert, der gegebenenfalls den defekten Apparat
sofort ersetzen kann. Neben dem Reserveapparat ist in
einer herkömmlichen Wärmeübergabestation zusätzlich noch
weiterer Aufwand erforderlich, weil die Wärmeübergabesta
tion so einzurichten ist, daß der Reserveapparat regel
mäßig in Betrieb gesetzt wird, um Stillstandskorrosion zu
vermeiden, was die Kosten einer solchen Anlage noch weiter
ansteigen läßt.
Grundsätzlich verkalken alle Wärmeübertrager an den
Oberflächen, wo das zu erwärmende Wasser entlangströmt und
zwar umso stärker je höher die Endtemperatur des erwärmten
Wassers ist. Diese Verkalkung führt schließlich zu einem
Ausfall des betroffenen Wärmeübertragers, weil der Wärme
übergang von dem Wärmeträger zu dem zu erwärmenden Wasser
wegen der dicker werdenden Kalkschicht immer schlechter
wird. Rohrbündelwärmeübertrager werden daher bei möglichst
niedrigen Temperaturen z. B. bei 60°C, betrieben, um eine
möglichst lange Lebensdauer dieses teuren Apparats zu
erreichen. Bei diesen Temperaturen kann es jedoch in
Brauchwasser zur Ausbreitung von Legionellen kommen, die
zu schwerwiegenden Erkrankungen bei Menschen führen. Um
Legionellen abzutöten, muß das Brauchwasser auf mindestens
so c erwärmt werden, was mit den bekannten Apparaten in
der Praxis nicht möglich ist. Bei diesen hohen Temperatu
ren kommt es binnen kürzester Zeit zu so starken Abla
gerungen, daß der betreffende Wärmeübertrager gereinigt
oder ersetzt werden muß. Der Ausbau, die Reinigung bzw.
der Ersatz von Rohrbündelwärmeübertragern ist jedoch so
teuer, daß diese zur Bereitung von Brauchwasser bei hohen
Temperaturen nicht zum Einsatz kommen.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung eine
Wärmeübergabestation zu schaffen, die geringere Installa
tions- und Wartungskosten erfordert.
Diese Aufgabe wird durch eine Wärmeübergabestation
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, daß
aufgrund des modular aufgebauten Wärmeübertragers beim
Ausfall eines Wärmeübertragermoduls nicht der gesamte
Wärmeübertrager ausgetauscht werden muß, sondern nur ein
einziges Modul. Darüber hinaus kann die Nenn-Wärmeüber
tragungsleistung der Wärmeübergabestation einfach durch
Erhöhung der Anzahl der strömungsmäßig parallelgeschalte
ten Wärmeübertragermoduln an den jeweiligen Wärmebedarf
angepaßt werden.
Vorzugsweise sind die Wärmeübertragermoduln bau
gleich, so daß trotz unterschiedlicher Nenn-Wärmeübertra
gungsleistungen erfindungsgemäße Wärmeübergabestationen
aus identischen Komponenten aufgebaut sind und sich le
diglich durch die Anzahl der Wärmeübertragermoduln unter
scheiden. Aufwendige Einzelkonstruktionen sind dadurch
überflüssig, womit sich in Verbindung mit der Verwendung
von vorgefertigten standardisierten Komponenten gegenüber
herkömmlichen Wärmeübergabestationen ganz erhebliche
Kostenvorteile erzielen lassen.
Mit besonderem Vorteil können mehrere Wärmeübertra
germoduln zu einer Modulbaugruppe zusammengefaßt werden,
wobei dann der Wärmeübertrager aus mehreren Modulbaugrup
pen bestehen kann.
Die Wärmeübergabestation kann auch Mittel aufweisen,
mit denen die Wärmeübertragermoduln oder die Modulbau
gruppen sowohl primär- als auch sekundärseitig abgesperrt
werden können. Diese Absperrmittel sind von Vorteil, wenn
ein defektes Wärmeübertragermodul ausgetauscht werden
soll. Darüber hinaus ist es mit diesen Absperrmitteln mög
lich, bei niedrigem Wärmebedarf, z. B. in den Sommermona
ten, ein Modul oder eine Modulbaugruppe auf einfache Weise
stillzulegen.
In diesem Fall ist es auch möglich wenigstens ein
Wärmeübertragermodul oder eine Modulbaugruppe vorzuhalten,
das weder primär- noch sekundärseitig durchströmt ist.
Fällt dann eine in Betrieb befindliche Komponente aus,
kann sie unverzüglich durch die vorgehaltene ersetzt wer
den, indem die zugehörigen Absperrmittel entsprechend
betätigt werden.
In der Praxis ist der Wärmebedarf häufig nicht genau
bekannt, dennoch muß bei herkömmlichen Wärmeübergabesta
tionen deren Leistung von Anfang an unveränderbar festge
legt werden. Um für die Zukunft eine gewisse Leistungs
reserve zur Verfügung zu haben, werden solche Wärmeüber
gabestationen daher grundsätzlich größer ausgelegt als es
der aktuelle Wärmebedarf erfordert. Eine solche Überdimen
sionierung führt jedoch zu unnötigen Verlusten. Bei der
erfindungsgemäßen Wärmeübergabestation ist es dagegen
möglich, sich durch Nachrüsten weiterer Wärmeübertragermo
duln an den tatsächlichen Wärmebedarf "heranzutasten",
sogar ohne daß zusätzliche Regelarmaturen benötigt werden.
Um eine möglichst einfache Wiederverwertung der
Wärmeübertrager am Ende ihrer Lebensdauer zu ermöglichen,
können sie vollständig aus Kupfer gefertigt sein, so daß
beim Recycling keinerlei Trennung von unterschiedlichen
Materialien erfolgen muß.
Bevorzugt können die Wärmeübertragermoduln aus einem
äußeren Mantel bestehen, in dem ein inneres Rohr verläuft,
an dem das zu erwärmende Wasser entlangfließt. Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das innere Rohr eine Wendel bil
det. Damit das Wasser einen möglichst guten Wärmekontakt
mit dem inneren Rohr hat, kann die Wendel um einen Ver
drängungskörper gewickelt sein, der verhindert, daß das
Wasser in einem relativ großen Abstand an dem inneren Rohr
vorbeifließt. Außerdem wird durch den Verdrängungskörper
das Innenvolumen der Wärmeübertragermoduln reduziert.
Zur weiteren Verbesserung des Wärmeübergangs kann das
innere Rohr mit umlaufenden Rippen versehen sein, die die
Oberfläche vergrößern und eine besonders kompakte Bauweise
des Wärmeübertragermoduln ermöglichen. Darüber hinaus
platzt eine Kalkschicht, die sich auf den gerippten Rohren
abgelagert hat, aufgrund unterschiedlicher thermischer
Ausdehnung der Rohraußenwand wieder ab, weshalb diese
Rohre wesentlich schwächer und langsamer verkalken als
glatte Rohre. Sollten die Wärmeübertragermoduln nach einer
langen Betriebszeit verkalkt sein, so können sie leicht
ausgebaut und in einem Bad mit schwach konzentrierter
Zitronensäure auf einfache Weise und ohne Umweltbelastung
vom Kalk befreit werden.
Die Anschlußstellen an denen die Wärmeübertragermo
duln primär- bzw. sekundärseitig angeschlossen sind, stel
len eine potentielle Fehlerquelle dar. Um die hiervon
ausgehende Störungsgefahr zu minimieren, können die be
treffenden Anschlüsse wartungsfrei ausgebildet sein,
insbesondere als dichtungslose Metallverbindungen.
Vorteilhafterweise weist das Vorlaufverteilermittel
ein Gefälle auf, das von der Dampfvorlaufleitung wegge
richtet ist, damit sich im Inneren des Vorlaufverteil
ermittels kein Kondensat sammeln kann, das bei einem
Anfahren der Wärmeübergabestation zu Dampfschlägen führen
kann. Außerdem ist es dadurch besonders einfach, Luft
abzuführen, die jedes dampfführende System beim Inbetrieb
setzen vor sich hertreibt. Damit in der Wärmeübergabesta
tion nicht der volle Druck der Ferndampfleitung herrscht,
kann ein Wärmeübertragermodul oder eine Modulbaugruppe mit
einer Impulsleitung versehen sein, die mit einem Dampf
druckregelventil verbunden ist, das den Dampfdruck redu
ziert.
An dem Vorlaufverteilermittel können Meßmittel vor
gesehen sein, mit deren Hilfe Kenngrößen der Wärmeüber
gabestation gemessen werden können, bspw. Niveaumeßmittel,
eine Druck- und eine Temperaturmeßeinrichtung. Damit dient
das Vorlaufverteilermittel gleichzeitig als Meßkammer zur
Regelung der Wärmeübergabestation.
Mit Vorteil ist in dem Rücklaufsammlermittel eine
Kühlschlange vorgesehen, mit der in der Ferndampfleitung
stets anfallendes Entwässerungskondensat gekühlt wird. Ein
zusätzlicher Einspritzkühler für das Entwässerungskon
densat ist dann nicht mehr erforderlich.
Obwohl die Wärmeübertragermoduln primärseitig par
allel geschaltet sind, können sie sekundärseitig jeweils
mit getrennten Wärmeverbrauchern verbunden sein. Es kann
jedoch von Vorteil sein, die Wärmeübertragermoduln oder
die Modulbaugruppe auch sekundärseitig zumindest gruppen
weise strömungsmäßig parallel zu schalten, bspw. wenn der
Wärmeübertrager getrennte Wärmeverbraucher mit sehr unter
schiedlichem Wärmebedarf versorgen soll. Diese Parallel
schaltung kann durch einen Sekundär-Vorlaufverteiler und
einen Sekundär-Rücklaufverteiler geschehen, die zusätzlich
jeweils mit einer Kühlschlange versehen sein können, in
denen heißes Entwässerungskondensat unter Ausnutzung der
Kondensatwärme abgekühlt wird. Mit dieser Anordnung kann
die Effizienz der Wärmeübergabestion gesteigert werden.
Zweckmäßigerweise ist die Wärmeübergabestation von
einer Wärmeisolation umgeben, um die Wärmeverluste mög
lichst gering zu halten. Die Wärmeisolation kann aus
Isoliermatratzen bestehen, die weich und flexibel sind,
aber trotzdem stark wärmeisolierend wirken. Gegenüber
starren Isolationselementen haben sie den Vorteil, daß sie
beim Transport und auch nachher im Betrieb durch Stöße
nicht leicht beschädigt werden.
Um die Wärmeübergabestation ökonomisch zu betreiben,
kann eine zentrale Regelungseinheit vorgesehen sein, die
die Wärmeübergabestation in Abhängigkeit von diversen
Kenngrößen regelt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein
Wärmeübertragermodul zu schaffen, das preisgünstig herzu
stellen ist.
Erfindungsgemäße Wärmeübertragermoduln können wegen
des größeren Bedarfs in relativ großen Stückzahlen herge
stellt werden. Daher stehen modular aufgebaute Wärmeüber
trager im Vergleich zu herkömmlichen Rohrbündelwärmeüber
tragern zu wesentlich günstigeren Kosten zur Verfügung.
Schließlich ist es noch eine weitere Aufgabe der
Erfindung, standardisierten Wärmeübertragermoduln größere
Anwendungsfelder zu erschließen.
Erfindungsgemäß kann auch ein einzelnes Wärmeüber
tragermodul zur Gewinnung von Wärme aus einem Wärmeträger
verwendet werden, insbesondere wenn es sich bei dem Wärme
träger um Kondensat aus einer Ferndampfleitung handelt.
Dieses Kondensat muß gekühlt werden, bevor es in die Kon
densatrückleitung zurückgeführt werden kann. Die Verwen
dung eines Wärmeübertragermoduls. anstelle eines Kühlers
hat den Vorteil, daß die in dem Kondensat enthaltene Wärme
genutzt werden kann und beispielsweise in eine sekundar
seitige Rückleitung der Wärmeübergabestation eingespeist
werden kann. Darüber hinaus wird eine noch weitergehende
Standardisierung der Komponenten der Wärmeübergabestation
erreicht.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Wärmeübergabestation in
einer Seitenansicht mit zugeordneten Wärmever
brauchern in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2 eine Modulbaugruppe der Wärmeübergabestation aus
Fig. 1 in einer Seitenansicht, teilweise aufge
schnitten sowie in einem anderen Maßstab und
Fig. 3a die Wärmeübergabestation aus Fig. 1 in einer
Draufsicht von oben und in einer schematischen
Darstellung sowie in einem anderen Maßstab,
Fig. 3b eine Anordnung zur Rückgewinnung von Wärme aus
Entwässerungskondensat in einer Seitenansicht
und in einer schematischen Darstellung, und
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungs
gemäßen Wärmeübergabestation in einer Seiten
ansicht mit zugeordneten Wärmeverbrauchern in
einer schematischen Darstellung.
Fig. 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbei
spiel einer Wärmeübergabestation 1 gemäß der Erfindung. In
der Wärmeübergabestation 1 wird von einem Wärmeträger
Wärmeenergie auf ein zweites Medium übertragen, wobei es
sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bei dem
Wärmeträger um Dampf und bei dem zweiten Medium um Wasser
für einen Wärmeverbraucher, z. B. eine Warmwasserheizungs
anlage (WWH) 4, 6 oder eine Warmwasserbereitungsanlage
(WWB) 7, handelt. Die Wärmeübergabestation 1 weist einen
Wärmeübertrager 100 mit einer bestimmten Nenn-Wärmeüber
tragungsleistung auf, der mittels eines Dampfverteilers
(Dampfklarinette) 8 an eine Dampfvorlaufleitung 01 und
mittels eines Kondensatsammlers (Kondensatklarinette) 9 an
eine Kondensatleitung 02 angeschlossen ist. Auf diese
Weise entsteht in der Wärmeübergabestation 1 ein Dampf-
Kondensat-Primärkreislauf.
Der Wärmeübertrager 100 besteht aus fünf Modulbau
gruppen 11, die jeweils aus drei Wärmeübertragermoduln 10
gebildet sind (Fig. 2), die primär- und sekundärseitig
parallelgeschaltet sind. Jedes der Wärmeübertragermoduln
10, deren Aufbau im einzelnen noch erläutert wird, ist für
eine Wärmeübertragungsleistung ausgelegt, die kleiner ist
als die Nenn-Wärmeübertragungsleistung des Wärmeübertra
gers 100.
Wie weiter unten noch erläutert wird, schafft der
modulare Aufbau des Wärmeübertragers 100 die Voraussetzung
dafür, daß einzelne Moduln 10 oder Modulbaugruppen 11 des
Wärmeübertragers 100 ausgetauscht oder bei vermindertem
Wärmebedarf stillgelegt werden können. Wenn die Nenn-
Wärmeübertragungsleistung des Wärmeübertragers 100 kleiner
ist als die Summe der Wärmeübertragungsleistungen seiner
Moduln 10, dann besteht auch die Möglichkeit einzelne
Moduln 10 oder Modulbaugruppen 11 vorzuhalten.
Jede der fünf Modulbaugruppen 11 versorgt in der
Wärmeübergabestation 1 jeweils einen getrennten Sekundär
kreislauf für das Sekundär-Wasser, von denen der Über
sichtlichkeit halber in Fig. 1 nur drei Sekundärkreisläufe
16, 17, 18 dargestellt sind. Die Sekundärkreisläufe 16,
17, 18 stehen in den Modulbaugruppen 11 mit dem Primär
kreislauf in Wärmekontakt, so daß die von dem Dampf her
angeführte Wärmeenergie auf das Sekundär-Wasser übertragen
wird, das auf Sekundärvorlaufseite den Wärmeverbrauchern
4, 6, 7 zugeführt wird. Von den Wärmeverbrauchern 4, 6, 7
strömt das Sekundär-Wasser in abgekühltem Zustand wieder
zurück, durchströmt die Modulbaugruppen 11 erneut und
schließt die Sekundärkreisläufe 16, 17, 18.
Bei der Wärmeübergabe an das Sekundär-Wasser kühlt
der Dampf ab, der der Wärmeübergabestation 1 beispiels
weise von einer Fernheizungszentrale 19 über eine Fern
dampfleitung 010 zugeführt wird, und bildet flüssiges Kon
densat. Das Kondensat wird über die Kondensatleitung 02
und eine Kondensatsammelschiene 012 wieder zu der Fernhei
zungszentrale 19 zurückgeführt, 50 daß auch der Primär
kreislauf der Wärmeübergabestation 1 geschlossen ist.
Die Dampfvorlaufleitung 01 zweigt von der Ferndampf
leitung 010 ab und mündet über ein Dampfüberdruckventil 24
und ein Dampfdruckregelventil 25 in dem Dampfverteiler 8.
Das Dampfüberdruckventil 24 schützt die Wärmeübergabesta
tion 1 vor plötzlich auftretenden Überdrucken. Das Dampf
druckregelventil 25 reduziert erforderlichenfalls den
Dampfdruck und schafft sicherheitshalber die Möglichkeit,
die Wärmeübergabestation 1 von der Dampfvorlaufleitung 01
abzutrennen.
Der rohrförmige Dampfverteiler 8 ist endseitig mit
zwei Klöpperböden 26a, 26b verschlossen, von denen einer
einen Dampfvorlaufanschluß 27 für die Dampfvorlaufleitung
01 aufweist. Der Dampfvorlaufanschluß 27 erweitert sich in
Strömungsrichtung des Dampfes, so daß sich der Dampf beim
Einströmen in den Dampfverteiler 8 beruhigen kann. Weiter
hin weist der Dampfverteiler 8 fünf jeweils mit einem
handbetätigten Absperrventil 29 versehene Dampfanschlüsse
28 für die fünf Modulbaugruppen 11 auf. In Einbaulage hat
der Dampfverteiler 8 ein Gefälle von 2,5°, das von dem
exzentrisch nach unten versetzten Dampfvorlaufanschluß 27
wegführt. Ohne dieses Gefälle könnte sich in dem Dampfver
teiler 8 Kondensat ansammeln, was zu schädlichen Dampf
schlägen führen kann. Solche Dampfschläge treten dann auf,
wenn von dem vorbeiströmenden Dampf das Kondensat mit
gerissen wird und schlagartig verdampft.
Auf der in Einbaulage oben liegenden Seite sind an
dem Dampfverteiler 8 eine Entlüftung 30, ein Manometer 31
und eine Niveauelektrode 32 angeordnet. Die Entlüftung 30
befindet sich am höchsten Punkt des Dampfverteilers 8 und
ist dazu eingerichtet, um die Luft, die jedes dampfführen
de System zu Anfang vor sich her treibt, automatisch ab
zuführen. Damit dient die Dampfklarinette 8 auch gleich
zeitig als Luftausfall- oder Luftabführtopf. Das Manometer
31 ermöglicht es, den Druck im Innern des Dampfverteilers
8 festzustellen, und mit der Niveauelektrode 32 wird die
Lage der Grenzfläche zwischen Dampf und Kondensat über
wacht. Es können auch noch andere Sensoren zur Aufnahme
von Kenngrößen vorgesehen sein. Die Dampfklarinette 8 ist
somit als Meßkammer ausgerüstet, in der alle für die
Regelung und Überwachung der Wärmeübergabestation 1 we
sentlichen Kenngrößen gemessen werden können.
Die Kondensatklarinette 9 ist ebenfalls rohrförmig
und ähnlich wie die Dampfklarinette 8 aufgebaut. Sie weist
einen mit einem motorgetriebenen Kondensatrücklaufventil
33 verbundenen Kondensatrücklaufanschluß 34 für die Kon
densatleitung 02 sowie fünf jeweils mit einem handbetätig
ten Kondensatabsperrventil 35 versehene Kondensatanschlüs
se 36 für die fünf Modulbaugruppen 11 auf. Im Unterschied
zu dem Dampfverteiler 8 befindet sich die Kondensatklari
nette 9 jedoch in einer horizontalen Lage. An einer geeig
neten Stelle ist an der Kondensatklarinette 9 eine nicht
dargestellte Muffe angeordnet, bei der von dem Dampf
mitgeführte Restluft automatisch abgeführt wird. Somit
dient die Kondensatklarinette 9 ebenfalls als Luftausfall-
und Luftabführtopf.
In der Ferndampfleitung 010 tritt auch Kondensat auf,
das regelmäßig als Ferndampfleitungsentwässerungskondensat
(FDLE-Kondensat) abgeführt und zur Vermeidung von Konden
satschlägen gekühlt werden muß. Hierzu befindet sich im
Inneren der Kondensatklarinette 9 eine endseitig offene
Kühlschlange 37a, die mit einem Kondenstopf 40 in Verbin
dung steht. In dem Kondenstopf 40 wird das FDLE-Kondensat
vom Dampf getrennt und in der Kühlschlange 37a gekühlt und
mittels Dampfdruck in die als Einspritzkühler wirkende
Kondensatklarinette 9 eingespritzt. Aus der Kondensat
klarinette 9 wird das FDLE-Kondensat gemeinsam mit dem
Kondensat aus dem Wärmeübertrager 100 ebenfalls mittels
Dampfdruck in die Kondensatsammelschiene 012 abgeführt.
Fig. 2 zeigt eine Modulbaugruppe 11 der in Fig. 1
dargestellten Wärmeübergabestation in größerer Einzelheit.
Die Wärmeübertragermoduln 10 weisen jeweils einen
rohrförmigen äußeren Mantel 38 auf, der sich an beiden
Stirnseiten 39, 41 verjüngt. In die verjüngten Stirnseiten
39, 41 des äußeren Mantels 38 jedes Wärmeübertragermoduls
10 sind jeweils ein dampfseitiger und ein kondensatseiti
ger Anschlußstutzen 42, 43 eingelötet, die nach außen und
in den von dem äußeren Mantel 38 umschlossenen Innenraum
44 der. Wärmeübertragermoduln 10 ragen. Die äußeren Enden
der dampfseitigen Anschlußstutzen 42 sind in eine gemein
same Gruppen-Dampfleitung 47 eingelötet, die an ihrem
einen Ende mit einem Lötstutzen 48 versehen ist, der einen
Schraubanschluß 49 trägt, mit dem sie an den Dampfan
schlüssen 28 des Dampfverteilers 8 lösbar angeschlossen
wird. An dem gegenüberliegenden Ende ist die gemeinsame
Gruppen-Dampfleitung 47 mit einer aufgelöteten Kappe 51
(Fig. 3a) dicht verschlossen.
Hiervon bildet die in Fig. 1 am weitesten rechts
liegende und in Fig. 2 dargestellte Modulbaugruppe 11 eine
Ausnahme. Bei dieser Modulbaugruppe 11 ist die gemeinsame
Gruppen-Dampfleitung 47 auf der dem Schraubanschluß 49
gegenüberliegende Seite mit einem Reduzierstück 52 ver
sehen an das eine Impulsleitung 53 angeschlossen ist. Die
Impulsleitung 53 ist ein dünnes Rohr, das die gemeinsame
Gruppen-Dampfleitung 47 mit dem Dampfdruckregelventil 25
strömungsmäßig verbindet (Fig. 1, 3a) und dafür sorgt, daß
der Dampfdruck in der Wärmeübergabestation erforderlichen
falls reduziert wird.
Die äußeren Enden der kondensatseitigen Anschluß
stutzen 43 sind in eine gemeinsame Gruppen-Kondensatlei
tung 54 eingelötet, die an ihrem einen Ende ebenfalls mit
einem Lötstutzen 56 versehen ist, der einen Schrauban
schluß 57 trägt, mit dem die Modulbaugruppe 11 an die
Kondensatklarinette 9 lösbar angeschlossen ist. Auf der
dem Schraubanschluß 57 gegenüberliegenden Seite ist die
gemeinsame Gruppen-Kondensatleitung 54 mit einem Stopfen
58 versehen, der ein Innengewinde aufweist. Der Stopfen 58
kann entweder mit einer Schraube dicht verschlossen werden
oder einen Temperatursensor aufnehmen.
Im Innenraum 44 jedes Wärmeübertragermoduls 10 ver
läuft ein inneres Rohr 62, das das innere Ende des dampf
seitigen Anschlußstutzens 42 mit dem inneren Ende des
kondensatseitigen Anschlußstutzens 43 miteinander ver
bindet, so daß zwischen der gemeinsamen Gruppen-Dampf
leitung 47 Dampf und der gemeinsamen Gruppen-Kondensatlei
tung 54 eine strömungsmäßige Verbindung entsteht. Abgese
hen von kurzen Anschlußbereichen 63, 64 in der Nähe der
Stirnseiten 39, 41 des äußeren Mantels 38 verläuft das
innere Rohr 62 in Gestalt einer Wendel 66. Der Außenumfang
der Wendel 66 berührt die Innenwand des äußeren Mantels
38, so daß sie dem Innenraum 44 nahezu vollständig aus
füllt. An beiden Enden der Wendel 66 ist jeweils ein Ring
67 um die Wendel 66 gelegt, die eine umlaufende Nut auf
weist, in die eine in den äußeren Mantel 38 eingeprägte
umlaufende Sicke 68 eingreift. Auf diese Weise ist die
Wendel 66 in dem äußeren Mantel 38 ortsfest gehaltert. In
dem von der Wendel 66 umgebenen Innenbereich ist ein
Verdrängungsrohr 69 angeordnet, das das Innenvolumen des
Moduls 10 verkleinert und das Sekundär-Wasser daran hin
dert in einem relativ großen Abstand an dem inneren Rohr
62 vorbeizufließen.
Das innere Rohr 62 ist aus einem Kupferrohr gebildet,
in dessen Wandung umlaufende nach außen gerichtete Rippen
eingesickt sind, so daß ein geripptes Rohr entsteht. Das
gerippte Rohr weist gegenüber einem glatten Rohr eine
wesentlich größere Außenoberfläche auf. Die Baugröße des
Wärmeübertragermoduls 10 kann dadurch gegenüber der Ver
wendung von glatten inneren Rohren erheblich reduziert
werden. Solche gerippten Rohre sind auch hinsichtlich der
Verkalkung glatten Rohren überlegen. Die Rippen geben
Anlaß zu relativ großen Temperaturschwankungen entlang des
Rohres, was zu einer unregelmäßigen und unterschiedlichen
Wärmeausdehnung der Rohrwandung führt, insbesondere im
Bereich der Rippen. Hat sich auf der Außenwand des Rohres
nach einer bestimmten Betriebsdauer eine Kalkschicht
niedergeschlagen, so führt die unregelmäßige Wärmeaus
dehnung dazu, daß die Kalkschicht wieder abplatzt. Auf
diese Weise wird verhindert, daß sich die gerippten Rohre
mit einer geschlossenen Kalkschicht überziehen. Die abge
platzten Kalkablagerungen sammeln sich an dem unteren Ende
des Wärmeübertragermoduls 10 und stören die Wärmeüber
tragung nicht mehr.
Selbstverständlich kann die Erfindung auch mit glatt
wandigen inneren Rohren 62 in den Wärmeübertragermoduln 10
ausgeführt werden.
In dem in Einbaulage unten liegenden Bereich jedes
Wärmeübertragermoduls 10, das dem Kondensatsammler 9 bzw.
dem Dampfverteiler 8 benachbart ist, befindet sich ein
Rücklaufanschlußstutzen 71 bspw. für eine Rücklaufleitung
72 des Sekundärkreislaufes 16, der hier stellvertretend
für die anderen Sekundärkreisläufe ausgewählt ist, die an
anderen Modulbaugruppen angeschlossen sind. Der Rücklauf
anschlußstutzen 71 ist mit einem Schraubanschluß 76 ver
sehen, so daß er auf einfache Weise an die Rücklaufleitung
72 (Fig. 1) angeschlossen werden kann. Der Rücklaufan
schluß 71 tritt in Höhe des Anschlußbereiches 64 des inne
ren Rohres 62 durch den äußeren Mantel 38, so daß der
nicht mit der Wendel 66 in Berührung kommt. In gerader
Verlängerung des Rücklaufanschlußstutzens 71 befindet sich
auf der gegenüberliegenden Seite in dem äußeren Mantel 38
eine Öffnung, in die ein kurzes Verbindungsrohr 78 einge
lötet ist, das in das benachbarte Wärmeübertragermodul 10
mündet. In gleicher Weise ist dieses zweite Wärmeübertra
germodul 10 mit dem dritten durch ein weiteres Verbin
dungsrohr 79 verbunden. Im oberen Bereich des Wärmeübertr
agermoduls 10 befindet sich ein Vorlaufanschlußstutzen 81
und zwei weitere Verbindungsrohre 82, 83, die die drei
Wärmeübertragermoduln 10 miteinander verbinden. An dem
Vorlaufanschlußstutzen 81 befindet sich ein Schrauban
schluß 84 mittels dem eine Vorlaufleitung 85 des Sekundär
kreislaufes 16 angeschlossen ist, so daß der Sekundär
kreislauf 16 geschlossen ist.
Wie in Fig. 1 dargestellt, führt die Vorlaufleitung
85 der Warmwasserheizung 4 zunächst zu einem Mischer 91,
wo dem Vorlauf abhängig von dem Wärmebedarf der Warmwas
serheizung 4 ein bestimmter Teil des Rücklaufs zugemischt
wird. In der Rücklaufleitung 72 der Warmwasserheizung 4
fließt der Rücklauf zurück zu der Wärmeübergabestation 1,
wo er wieder in die Modulbaugruppe 11 eingespeist wird. Um
einen ausreichenden Druck des Sekundär-Wassers in der
Vorlaufleitung 85 zu erhalten, ist in der Rücklaufleitung
72 eine Umwälzpumpe 92 angeordnet. Jede der fünf Modulbau
gruppen 11 versorgt in diesem Ausführungsbeispiel einen
getrennten Wärmeverbraucher, wobei das für den Sekundär
kreislauf 16 gesagte analog auch für die zu den anderen
Wärmeverbrauchern gehörigen Sekundärkreisläufe gilt.
Die drei Wärmeübertragermoduln 10 sind mittels der
gemeinsamen Gruppen-Dampfleitung 47, der gemeinsamen
Gruppen-Kondensatleitung 54 und die Verbindungsrohre 78,
79, 82 und 83 sowohl hinsichtlich des Primärkreislaufes
als auch hinsichtlich des Sekundärkreislaufes 16 strö
mungsmäßig parallel geschaltet. Daher entspricht die
Wärmeübertragungsleistung der Modulbaugruppe 11 der Summe
der Wärmeübertragungsleistungen der einzelnen Wärmeüber
tragermoduln 10.
Sämtliche Teile der Modulbaugruppe 11 sind aus Kupfer
gefertigt, so daß sie am Ende ihrer Lebensdauer besonders
einfach als Altmetall wiederverwertet werden kann.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist jede Sekundär-Vorlauf
bzw. -Rücklaufleitung 85, 72 jeweils mit einem handbetä
tigten Absperrventil 88, 89 versehen, damit eine Modulbau
gruppe 11 gegebenenfalls ausgebaut werden kann, ohne daß
der zugeordnete Sekundärkreislauf entleert werden muß.
Der Dampfverteiler 8 und der Kondensatsammler 9 sind
so übereinander angeordnet, daß die Dampf- bzw. Konden
satanschlüsse 28, 34 senkrecht übereinander liegen (Fig.
1). Im eingebauten Zustand nehmen die Wärmeübertragermo
duln 10 daher eine vertikale Stellung ein, während die
gemeinsame Gruppen-Dampfleitung 47 und die gemeinsame
Gruppen-Kondensatleitung 54 horizontal verlaufen. Dadurch
ergibt sich eine kompakte Anordnung der Komponenten der
Wärmeübertragestation 1, die auf einer rechteckigen Monta
geplatte 87 (Fig. 3a) befestigt sind. Die Montageplatte 87
ist an den Längsseiten mit nach unten gerichteten Stegen
versehen, die es ermöglichen, daß die Wärmeübergabestation
1 mit der Gabel eines Hubwagens aufgenommen und bequem
transportiert werden kann.
Zur Regelung der Wärmeübergabestation 1 neben den
Druck- bzw. Niveaumeßmitteln Temperatursensoren vorgese
hen. Mit einem Dampfvorlauftemperatursensor 93 wird die
Vorlauftemperatur des Dampfes festgestellt und mit einem
Kondensattemperatursensor 94 die Temperatur des Konden
sats. Zur Anbringung des Dampfvorlauftemperatursensors 93
wird auf die gemeinsame Gruppen-Dampfleitung 47 (Fig. 2)
des in Fig. 1 am weitesten rechts liegenden Modulbaugruppe
11 außen ein Schutzrohr aus Kupfer aufgelötet, in das der
Dampfvorlaufsensor 93 eingesteckt wird. Der Kondensattem
peratursensor 94 wird in den Stopfen 58 in der gemeinsamen
Gruppen-Kondensatleitung 54 (Fig. 2) eingeschraubt, so daß
die Temperatur des flüssigen Kondensats unmittelbar gemes
sen wird. In den Sekundärkreisläufen 16, 17, 18 wird mit
jeweils einem Sekundär-Vorlauftemperatursensor 95, 96, 97
die Temperatur des Vorlaufes und mit jeweils einem Mi
schertemperatursensor 98 die Temperatur des in dem Mischer
91 zugemischten Rücklaufs gemessen. Zusätzlich wird mit
einem Außentemperatursensor 99 die Außentemperatur gemes
sen. Die Meßwerte aller Temperatursensoren 93 . . . 99 werden
einer zentralen Regelungseinheit 102 zugeführt, die die
aktive Fläche des Wärmeübergabestation durch den Anstau
von Kondensat im Inneren der Wärmeübertragermoduln an den
jeweiligen Wärmebedarf anpaßt. Dies geschieht mittels des
motorgetriebenen Kondensatrücklaufventils 33, das den
Abfluß des Kondensats steuert.
Die gesamte Wärmeübergabestation ist von einer wär
meisolierende Haube 103 aus Isoliermatratzen umgeben. Die
Isoliermatratzen haben ein Deckgewebe aus Glaswolle und
sind mit Mineralwolle gestopft, was ihnen Flexibilität und
hervorragende Isolationseigenschaften verleiht.
Die insoweit beschriebene Wärmeübergabestation arbei
tet in an sich herkömmlicher Weise. Die Besonderheiten
liegen in der Instandhaltung und Wartung der Wärmeüber
gabestation, in der Möglichkeit den Wärmeübertrager teil
weise stillzulegen und in der Erweiterung der Wärmeüber
gabestation für weitere Wärmeverbraucher.
Fällt bei nur primärseitig parallelgeschalteten
Wärmeübertragermoduln 10 ein Modul aus, wird es mit den
Absperrventilen 29, 35, 88, 89 primär- und sekundärseitig
abgesperrt. Nachdem die Schraubanschlüsse 49, 57, 76, 84
gelöst sind kann das Modul 10 abgenommen und ein neues
Modul eingebaut werden. Nachdem die Absperrventile wieder
geöffnet sind, arbeitet die Wärmeübergabestation weiter.
Ist es notwendig ein Modul zu entkalken, wird genauso
vorgegegangen, mit dem Unterschied, daß kein neues Modul
eingebaut wird, sondern das bisherige, das entkalkt wurde.
In Zeiten niedrigen Wärmebedarfs kann der Wärmeüber
trager 100 mit Hilfe der Absperrventile 29, 35, 88, 89
teilweise stillgelegt werden. Dies ist bspw. in den Som
mermonaten nützlich, wenn die Warmwasserheizungsanlagen 4,
6 nicht benötigt werden, während die Warmwasserbereitungs anlage 7 weiter arbeitet.
6 nicht benötigt werden, während die Warmwasserbereitungs anlage 7 weiter arbeitet.
Soll ein weiterer Wärmeverbraucher von der Wärmeüber
gabestation versorgt werden, so kann auf einfache Weise
ein weiteres Wärmeübertragermodul 10 an freie Anschlüsse
an dem Dampfverteiler 8 bzw. dem Kondensatsammler 9 ange
schlossen werden, ohne daß Änderungen an der bestehenden
Wärmeübergabestation erforderlich sind.
In Fig. 3a eine schematische Draufsicht auf die Wär
meübergabestation 1 aus Fig. 1 dargestellt, um zu verdeut
lichen, wie die Modulbaugruppen 11 und die Wärmeübertra
germoduln 10 bezüglich der Dampfklarinette 8 angeordnet
sind.
In Fig. 3b ist eine Anordnung zur Kühlung des FDLE-
Kondensats schematisch in einer Seitenansicht dargestellt,
die die Kondensatwärme ausnutzt. An die Dampfleitung 01
ist ein Kondensatabscheider 400 angeschlossen, der mit der
primärseitigen Vorlaufleitung 401 eines einzelnen Wärme
übertragermoduls 10′ in Verbindung steht. Die primärseiti
ge Rücklaufleitung 402 des Wärmeübertragermoduls 10′ ist
über ein Ventil 403 an die als Einspritzkühler wirkende
Kondensatklarinette 9 angeschlossen. Sekundärseitig ist
dieses Modul 10′ an eine Rücklaufleitung RL einer Warmwas
serheizungs- oder Warmwasserbereitungsanlage angeschlos
sen, so daß die Kondensatwärme optimal verwertet wird.
Steigt das Niveau des Kondensats über einen bestimmten
Grenzwert an, so wird das Ventil 403 geöffnet. Dadurch
wird das Kondensat von dem Dampfdruck durch das Modul 10′
getrieben, wobei die Kondensatwärme an den Rücklauf abge
geben und optimal genutzt wird.
Nach dem Durchströmen des Moduls 10′ mündet der Rück
lauf in eine Rücklaufleitung für Sekundär-Wasser einer der
Modulbaugruppen 11, wo mit einem Temperatursensor festge
stellt wird, ob noch zusätzliche Wärmeenergie benötigt
wird. Allerdings ist es nur bis zu einer Wärmeübertra
gungsleistung von ungefähr 150 kW möglich, das gesamte
Rücklaufwasser durch ein einziges Wärmeübertragermodul zu
führen.
In Anwendungsfällen bei denen der Wärmebedarf in den
einzelnen Sekundärkreisläufen 16, 17, 18 sehr unterschied
lich ist, kann es von Vorteil sein, zunächst das von der
einzelnen Modulbaugruppe 11 erzeugte Heißwasser zusammen
zuführen und erst danach in die verschiedenen Sekundär
kreisläufe einzuspeisen. Auf diese Weise wird der Wärmebe
darf auf alle Modulbaugruppen 11 gleichmäßig verteilt.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
bei dem dieses Konzept verwirklicht ist, indem für das er
wärmte Wasser ein Sekundär-Vorlaufsammler oder eine Vor
laufklarinette 104 und für das zu erwärmende Wasser ein
Sekundär-Rücklaufsammler oder eine Rücklaufklarinette 105
vorgesehen ist. Da sich das zweite Ausführungsbeispiel von
dem ersten im wesentlichen nur durch die Vorlauf- bzw.
Rücklaufklarinette 104, 105 unterscheidet, werden für ein
ander entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die Vorlaufanschlußstutzen 81 der Modulbaugruppe 11
münden in den rohrförmigen Sekundär-Vorlaufsammler 104,
der eine Gesamtvorlaufleitung 04 speist, von der bspw. die
Vorläufe für zwei Warmwasserheizungsanlagen 4, 6 und eine
Warmwasserbereitungsanlage 7 abzweigen. Die Rücklaufan
schlußstutzen 71 der Modulbaugruppen 11 münden in die
Rücklaufklarinette 105, an die eine Gesamtrücklaufleitung
03 angeschlossen ist, in welchem die Rückläufe der oben
genannten einzelnen Wärmeverbraucher 4, 6 und 7 zusammen
gefaßt sind. Bei dieser Installation genügt es nur eine
einzige Umwälzpumpe 92 in der Gesamtrücklaufleitung 03
vorzusehen, um in allen Vorlaufleitungen der Sekundär
kreisläufe 16 . . . 18 einen angemessenen Druck des Sekundär-
Wassers zu erhalten.
Die Dampf-, Kondensat-, Vorlauf- und Rücklaufklari
netten 8, 9, 104 und 105 dieses Ausführungsbeispiels haben
dieselben Abmessungen und sind ihrem jeweiligen Zweck
entsprechend nur unterschiedlich bestückt.
Die sekundärseitigen Absperrventile befinden bei
diesem Ausführungsbeispiel an den Anschlüssen für die
Modulbaugruppen 11 an der Vorlauf- bzw. Rücklaufklarinette
104, 105 und sind in Fig. 4 nicht sichtbar.
Die Vorlauf- und die Rücklaufklarinette 104, 105 sind
jeweils mit einer Kühlschlange 37b, 37c versehen, die in
Fig. 4 stark schematisch eingezeichnet sind. Die Kühl
schlangen 37a . . . 37c sind so anschlossen, daß das heiße
FDLE-Kondensat nacheinander durch die Rücklaufklarinette
105, die Vorlaufklarinette 104 und schließlich durch die
Kondensatklarinette 9 geführt wird, wo es schließlich
eingespritzt wird. Auf diese Weise wird das FDLE-Kondensat
unter Ausnutzung der Kondensatwärme gekühlt bevor es in
die Kondensatsammelschiene 012 eingespeist wird. Häufig
fällt auch in Produktionsanlagen heißes Kondensat mit
Temperaturen zwischen 130° und 180°C an, dessen Wärmeener
gie ebenfalls ausgenutzt werden kann.
Die Kühlschlangen 37a . . . 37c bestehen aus einem spiral
förmig gewendelten Kupferröhrchen von 10 mm Durchmesser
mit einer Wandstärke von 1 mm, das in die Klarinetten 8, 9
und 105 eingesetzt wird, bevor diese mit den Klöpperböden
und den Anschlüssen versehen werden. Außerhalb der Klari
netten 8, 9 und 105 enden die Kühlschlangen 37a . . . 37c in
Ermetoverschraubungen, die einen einfachen Anschluß er
möglichen. In diesem kleinen Kupferrohr kann sich das
FDLE-Kondensat nicht entspannen und daher auch keinen Lärm
verursachen. Wegen des kleinen Rohrquerschnittes, der auch
kleiner als 10 mm sein kann, erfolgt die Entwässerung
relativ kontinuierlich, was ebenfalls zur Geräuscharmut
beiträgt. Durch eine solche Kühlschlange kann man bei
einem Dampfdruck von 10 bar pro Stunde bis zu 200 l Kon
densat mit einer Temperatur von 150° C schicken. Die Kühl
schlangen 37b, 37c in den Klarinetten 104, 105 sind an
einem an einer Stirnseite der Klarinetten angeordneten
Flansch anschließbar. Auf der gegenüberliegenden Seite
befindet sich jeweils ein Blindflansch, so daß die Kühl
schlangen 37b, 37c ggf. durch Vertauschen der beiden
Flansche wahlweise von der einen oder der anderen Seite
der Klarinetten angeschlossen werden können. In der Mitte
jedes Blindflansches ist eine Gewindebohrung vorgesehen,
die das Anbringen eines Sensors erlaubt. Die Kühlschlangen
37b, 37c sind so gestaltet, daß sie einem in das Innere
der Klarinetten hineinragenden Meßstab eines Sensors nicht
im Wege sind.
Dieses System der Ferndampfleitungentwässerung ist in
der Übergangszeit besonders vorteilhaft, wenn wenig oder
gar keine Heizwarme benötigt wird. Auch dann steht Dampf
druck in der Ferndampfleitung an, so daß ständig FDLE-
Kondensat anfällt, das abgeführt werden muß. Mit der in
dem FDLE-Kondensat enthaltenen Wärmeenergie kann bspw. die
Warmwasserbereitungsanlage 7 betrieben werden. Primärsei
tig werden hierzu keine Pumpen benötigt, weil das heiße
FDLE-Kondensat von dem Dampfdruck durch die Kühlschlangen
37a . . . 37c gedrückt wird.
Neben den für das erste Ausführungsbeispiel geschil
derten Funktionen sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
weitere unterschiedliche Vorgehensweisen beim Betrieb oder
bei der Wartung der Wärmeübergabestation möglich.
Wenn die Modulbaugruppen 11 auch sekundärseitig
parallel geschaltet sind, ist es möglich, wenigstens eine
Modulbaugruppe 11 vorzuhalten, die mittels ihrer zugeord
neten Absperrventile primär- und sekundärseitig abgetrennt
bleibt. Beim Ausfall einer Modulbaugruppe wird die defekte
Modulbaugruppe mit Hilfe der zugeordneten Absperrventile
abgesperrt, während das vorgehaltene Modul durch ein
Öffnen der entsprechenden Absperrventile aktiviert wird.
Die Wärmeübergabestation 1 kann dann unverzüglich mit der
selben Wärmeübertragungsleistung weiter arbeiten. Durch
Hinzufügen weiterer Modulbaugruppen 11 kann darüber hinaus
die Nenn-Wärmeübertragungsleistung im Bedarfsfall ohne
weiteres erhöht werden.
Selbstverständlich können die beiden in Fig. 1
und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele auch kombiniert
werden. Bspw. können drei von insgesamt fünf Modulbau
gruppen 11 durch eine dem zweiten Ausführungsbeispiel
entsprechende Vorlauf- bzw. Rücklaufklarinette 104, 105
parallel geschaltet sein, um einen Wärmeverbraucher mit
besonders großem Wärmebedarf zu versorgen, während die
verbleibenden zwei anderen Modulbaugruppen 11 jeweils
einen weiteren Wärmeverbraucher mit kleinerem Wärmebedarf
bedienen.
Außerdem ist es möglich, daß bei jedem der genannten
Ausführungsbeispiele ein einzelnes Wärmeübertragermodul 10
an die Stelle einer Modulbaugruppe 11 tritt.
Claims (34)
1. Wärmeübergabestation (1), insbesondere für indirekte
Wärmeübergabe,
mit wenigstens einem primärseitig an eine Wärme trägervorlaufleitung (01) und eine Wärmeträgerrück laufleitung (02) angeschlossenen Wärmeübertrager (100), der für eine bestimmte Nenn-Wärmeübertragungs leistung ausgelegt ist und der aus primärseitig strö mungsmäßig parallel geschalteten Wärmeübertragermo duln (10) aufgebaut ist,
wobei jedes Wärmeübertragermodul (10) für eine Wärmeübertragungsleistung ausgelegt ist, die kleiner als die Nenn-Wärmeübertragungsleistung ist und wobei die Wärmeübertragermoduln (10) einzeln austauschbar mit einem gemeinsamen Vorlaufverteil ermittel (8) sowie mit einem gemeinsamen Rücklauf sammlermittel (9) für den Wärmeträger verbunden sind.
mit wenigstens einem primärseitig an eine Wärme trägervorlaufleitung (01) und eine Wärmeträgerrück laufleitung (02) angeschlossenen Wärmeübertrager (100), der für eine bestimmte Nenn-Wärmeübertragungs leistung ausgelegt ist und der aus primärseitig strö mungsmäßig parallel geschalteten Wärmeübertragermo duln (10) aufgebaut ist,
wobei jedes Wärmeübertragermodul (10) für eine Wärmeübertragungsleistung ausgelegt ist, die kleiner als die Nenn-Wärmeübertragungsleistung ist und wobei die Wärmeübertragermoduln (10) einzeln austauschbar mit einem gemeinsamen Vorlaufverteil ermittel (8) sowie mit einem gemeinsamen Rücklauf sammlermittel (9) für den Wärmeträger verbunden sind.
2. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wärmeübertragermoduln (10) bau
gleich sind.
3. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Wärmeübertrager (100) jeweils grup
penweise zu Modulbaugruppen (11) zusammengefaßte
Wärmeübertragermoduln (10) enthält und die Modulbau
gruppen (11) einzeln austauschbar mit dem Vorlaufver
teiler- bzw. dem Rücklaufsammlermittel (8, 9) ver
bunden sind.
4. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Mittel (29, 34, 88, 89) vorgesehen
sind, mit denen die Wärmeübertragermoduln (10) oder
die Modulbaugruppen (11) primärseitig und/oder sekun
därseitig absperrbar sind.
5. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß einzelne Moduln (10) oder Modul
baugruppen (11) sekundärseitig mit getrennten Wärme
verbrauchern (4, 6, 7) verbunden sind.
6. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragermoduln (10)
oder die Modulbaugruppen (11) wenigstens gruppenweise
sekundärseitig strömungsmäßig parallel geschaltet
sind.
7. Wärmeübergabestation nach Anspruch 4 und 6, dadurch
gekennzeichnet daß die Nenn-Wärmeübertragungslei
stung des Wärmeübertragers (100) kleiner ist als die
Summe der Wärmeübertragungsleistungen der Wärmeüber
tragermodule (10) , die den Wärmeübertrager (100) bil
den.
8. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wärmeübertragermoduln (10) voll
ständig aus einem Material bestehen.
9. Wärmeübergabestation nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wärmeübertragermoduln (10) voll
ständig aus Kupfer bestehen.
10. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Wärmeübertragermodul (10) einen
rohrförmigen äußeren Mantel (38) aufweist, der einen
Innenraum (44) begrenzt, durch den ein einen Wärme
träger führendes inneres Rohr (62) führt und durch
den ein zu erwärmendes Medium strömt.
11. Wärmeübergabestation nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß das innere Rohr (62) zumindest
abschnittsweise in Gestalt einer Wendel (66) in dem
Innenraum (44) des äußeren Mantels (38) verläuft.
12. Wärmeübergabestation nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wendel (66) einen Verdrängungs
körper (69) umgibt.
13. Wärmeübergabestation nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß das innere Rohr (62) mit umlaufen
den Rippen versehen ist.
14. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß an den Wärmeübertragermoduln (10)
oder an den Modulbaugruppen (11) Anschlüsse (49, 57,
76, 84) angeordnet sind, die primär- und/oder sekun
därseitig wartungsfreie Anschlüsse für den Wärmetra
ger bzw. das zu erwärmende Medium bilden.
15. Wärmeübergabestation nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Anschlüsse (49,57,76,84) dich
tungslose Metallverbindungen bilden.
16. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß an einem der Wärmeübertragermo
duln (10) oder an einer Modulbaugruppe (11) eine
Impulsleitung (53) angeschlossen ist, die mit einem
Wärmeträgerdruckregelventil (25) verbunden ist.
17. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das im wesentlichen waagrecht angeord
nete Vorlaufverteilermittel (8) ein von der Wärmeträ
gervorlaufleitung (01) weg gerichtetes Gefälle auf
weist.
18. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Vorlaufverteilermittel (8) und/oder
das Rücklaufsammlermittel (9) mit Meßmitteln (31,32,
93, 94) zur Bestimmung von Kenngrößen versehen ist.
19. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Rücklaufsammlermittel (9) mit einer
Kühlschlange (37a) versehen ist.
20. Wärmeübergabestation nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wärmeübertragermoduln (10) oder
Modulbaugruppen (11) mittels einem Sekundär-Vorlauf
sammler (104) und einem Sekundär-Rücklaufsammler
(105) sekundärseitig strömungsmäßig parallel geschal
tet sind.
21. Wärmeübergabestation nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Sekundär-Vorlaufsammler (104)
und/oder der Sekundär-Rücklaufsammler (105) mit einer
Kühlschlange (37b, 37c) versehen sind/ist.
22. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß wenigstens ein weiteres Wärmeübertra
germodul (101) vorgesehen ist, das primärseitig von
einem heißen abzuführenden Medium und sekundärseitig
von Rücklaufwasser eines Wärmeverbrauchers (4, 6, 7)
durchströmt ist.
23. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wärmeübergabestation (1) von einer
Wärmeisolation (103) umgeben ist.
24. Wärmeübergabestation nach Anspruch 23, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wärmeisolation (103) aus Iso
liermatratzen besteht.
25. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine zentrale Regelungseinheit (102)
zur Regelung der Wärmeübergabestation (1) vorgesehen
ist.
26. Wärmeübertragermodul (10) für eine Wärmeübergabesta
tion nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25
mit einem rohrförmigen äußeren Mantel (38), der einen
Innenraum (44) begrenzt, durch den ein einen Wärme
träger führendes inneres Rohr (62) führt und durch
den ein zu erwärmendes Medium strömt.
27. Wärmeübertragermodul (10) nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, daß das innere Rohr (62) zumindest
abschnittsweise in Gestalt einer Wendel (66) in dem
Innenraum (44) des äußeren Mantels (38) verläuft.
28. Wärmeübertragermodul (10) nach Anspruch 27, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wendel (66) einen Verdrän
gungskörper (69) umgibt.
29. Wärmeübertragermodul (10) nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, daß das innere Rohr (62) mit umlau
fenden Rippen versehen ist.
30. Wärmeübertragermodul (10) nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragermodul (10)
vollständig aus einem einzigen Material besteht.
31. Wärmeübertragermodul (10) nach Anspruch 30, dadurch
gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragermodul (10)
vollständig aus Kupfer besteht.
32. Verwendung von Wärmeübertragermoduln (10) nach einem
oder mehreren der Ansprüche 26 bis 31 in dem Wärme
übertrager (100) einer Wärmeübergabestation (1) nach
einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 25.
33. Verwendung von einem oder mehreren primärseitig
parallel geschalteten Wärmeübertragermodul (n) (10′)
nach einem oder mehreren der Ansprüche 26 bis 31 zur
Wärmegewinnung aus einem Wärmeträger.
34. Verwendung von einem oder mehreren primärseitig
parallel geschalteten Wärmeübertragermodul(n) (10′)
gemäß Anspruch 33, wobei der Wärmeträger Kondensat
aus einer Ferndampfleitung (010) ist.
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