DE567947C

DE567947C - Central heating system

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Publication number: DE567947C
Application number: DEB140549D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-10-27
Filing date: 1928-11-17
Publication date: 1933-01-12

Description

Zentralheizungsanlage Die Erfindung betrifft die Abwärme von elektrischen Strom erzeugenden Gasmotoren verwertende Heizungs- und Warmwasserversorgungsanlagen. Bei solchen Anlagen wird aber bisher im allgemeinen der Gang der Motoren ausschließlich von dem jeweiligen Kraftbedarf abhängig gemacht und die Aufgabe der Heizung der jeweils anfallenden Abwärme der Motoren zugewiesen. Es sind auch schon Anlagen bekannt, bei denen es in erster Linie nur auf die Heizung ankommt und der erzeugte elektrische Strom eine elektrische Heizung versorgt, wobei die restliche, nicht in mechanische Energie in den Motoren umwandelbare Energie zu ergänzender Heizung benutzt wird, indem diese an in Heizkörpern wirkendes Wasser abgegeben wird. Gemäß der Erfindung erfolgt bei Anlagen, die sowohl den Heizbedarf als auch den Kraftbedarf decken sollen, eine Regelung der Wärmeerzeugung in Abhängigkeit vom Wärmebedarf durch Änderung der Leistung der Gasmotoren. Eine besonders gute Anpassungsfähigkeit einer derartigen Anlage an den jeweiligen Wärmebedarf ergibt sich dann ferner noch daraus, daß man die in den Motoren erzeugte Energie auch teils durch Kompression von Luft, teils durch Kompression der Abgase, welche zur Heizung dienen, teils durch Umwandlung der erzeugten elektrischen Energie in Wärme durch Beheizung des Heizmittels zur Ergänzung der von den Abgasen abgegebenen Wärme für die Heizung benutzen kann.Central heating system The invention relates to the waste heat from electrical Electricity-generating gas engines utilizing heating and hot water supply systems. In such systems, however, the speed of the engines has generally been the only one up to now made dependent on the respective power requirement and the task of heating the assigned to the respective waste heat generated by the engines. There are already systems known where primarily only the heating is important and the electricity generated Electricity is supplied to an electric heater, the rest of which is not mechanical Energy in the motors convertible energy is used to supplement heating, by releasing it into the water that works in radiators. According to the invention takes place in systems that are supposed to cover both the heating requirement and the power requirement, a regulation of the heat generation depending on the heat demand through change the performance of the gas engines. A particularly good adaptability of such a Attachment to the respective heat requirement then also results from the fact that one the energy generated in the motors also partly by compressing air, partly by compressing the exhaust gases, which are used for heating, partly by converting them to convert the generated electrical energy into heat by heating the heating medium Supplement the heat given off by the exhaust gases can be used for heating.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage nach der Erfindung ist auf der Zeichnung schematisch dargestellt.An embodiment of a system according to the invention is on the Drawing shown schematically.

Die dargestellte Heizungsanlage i arbeitet mit Warmwasser. Das warme Wasser wird durch die Leitung 2 zugeführt, durchströmt die Heizkörper 3 und fließt im abgekühlten Zustand durch die Rückleitung 4. ab. 5 ist das Ausdehnungsgefäß, 6 die Umlaufpumpe, die zweckmäßig elektrisch angetrieben wird.The heating system i shown works with hot water. The warm one Water is supplied through the line 2, flows through the radiators 3 and flows in the cooled state through the return line 4. 5 is the expansion tank, 6 the circulation pump, which is expediently driven electrically.

An diese Anlage ist ein Gasmotor 7 geeigneter Bauart mit einem Zylinder oder zweckmäßiger mit mehreren Zylindern angeschlossen. Durch den Motor 7 wird eine Dynamo S unmittelbar angetrieben, außerdem ein oder mehrere andere Apparate zur Nutzbarmachung der mechanischen Energie, z. B. ein Kompressor g.A gas engine 7 of suitable design with a cylinder is attached to this system or more appropriately connected with several cylinders. The motor 7 is a Dynamo S directly driven, as well as one or more other apparatus for Utilization of mechanical energy, e.g. B. a compressor g.

Der Motor 7 ist mit einem Auspufftopf io versehen, der aus einem sehr widerstandsfähigen Behälter i i mit äußeren und inneren Rippen 12 besteht. Der Behälter ist von einem dichtenden Mantel 13 umgeben, der zweckmäßig außen wärmeisoliert ist. Am Behälter i i sind Sicherheitsventile 14 angeordnet, um unter allen Umständen eine zu starke Druckerhöhung zu verhindern.The engine 7 is provided with a muffler io, which consists of a very Resistant container i i with outer and inner ribs 12 is made. The container is surrounded by a sealing jacket 13 which is expediently thermally insulated from the outside. At the Container i i safety valves 14 are arranged to under all circumstances a to prevent excessive pressure increase.

An den Innenraum i o -des Behälters i i ist das Rohr 15 einer Wärmeaustauschvorrichtung 16, 16' angeschlossen, das ausreichend lang ist und eine ausreichende Aufnahmefähigkeit besitzt.The tube 15 of a heat exchange device 16, 16 'is connected to the interior io of the container ii, which is sufficiently long and has a sufficient capacity.

An die Gaszuleitung 18 ist eine Speiseleitung 17 angeschlossen, in die vorteilhaft eine Vorrichtung i 9 zur Milderung der Stöße eingeschaltet ist.A feed line 17 is connected to the gas supply line 18, in which is advantageously switched on a device i 9 to alleviate the shocks.

Das Gas tritt in den Motor 7 durch ein Rohr 2o ein, das mit einer elektrisch angetriebenen Drosselvorrichtung 2o' versehen ist. Drähte 2o" und 2o" schließen diese Vorrichtung an eine Schalttafel 2 i an.The gas enters the engine 7 through a pipe 2o which is connected to a electrically driven throttle device 2o 'is provided. Wires 2o "and 2o" connect this device to a control panel 2 i.

Die Dynamo 8 ist mit der Schalttafel 2 i durch Drähte 22, 23, 24 verbunden.The dynamo 8 is connected to the control panel 2 i by wires 22, 23, 24.

Mit der Anlage ist eine Akkumulatorenbatterie 25 passender Stärke verbunden, die an die Schalttafel 2 i durch Drähte 26, 27 angeschlossen ist.With the system is a storage battery 25 of suitable strength connected to the switchboard 2 i by wires 26,27.

An die Schalttafel 21 ist eine elektrische Beleuchtungsanlage oder ein Stromsektor 28 angeschlossen.An electrical lighting system or is attached to the control panel 21 a power sector 28 connected.

Das Austrittsrohr der Pumpe 6, die den Umlauf der Heizflüssigkeit bewirkt, ist mit der Wärmeaustauschvorrichtung 16 , 16' durch die Leitung 29 verbunden. An passender Stelle sind von dieser Vorrichtung zwei Leitungen 30, 3 i abgezweigt, um die zu heizende Flüssigkeit durch den Kühlmantel des Motors 7 hindurchgehen zu lassen; dann wird die zu heizende Flüssigkeit durch ein Rohr 32 in den Mantel 13 des Auspufftopfes i o e=ng eführt.The outlet pipe of the pump 6, which causes the heating fluid to circulate, is connected to the heat exchange device 16, 16 ′ by the line 29. At a suitable point, two lines 30, 3 i are branched off from this device in order to allow the liquid to be heated to pass through the cooling jacket of the motor 7; then the liquid to be heated is eführung ioe = ng through a pipe 32 into the jacket 13 of the muffler.

Die Flüssigkeit tritt aus dem Mantel 13 durch die Leitung 33 aus, welche an die Zuführungsleitung 2 der Zentralheizung i angeschlossen ist.The liquid emerges from the jacket 13 through the line 33, which is connected to the supply line 2 of the central heating i.

An die Leitung 33 ist erstens eine elektrische Heizvorrichtung 34 und zweitens ein Regler 3 5 ,angeschlossen, der von der in der Leitung 33 umlaufenden Flüssigkeit durch ihre Temperatur beeinflußt wird. Der Regler 35 ist mittels der Drähte 36, 37 an die Schalttafel2i angeschlossen, die Vorrichtung 34 durch die Drähte 38, 39.Firstly, an electrical heating device 34 is attached to the line 33 and secondly, a regulator 3 5, connected to that of the circulating in the line 33 Liquid is influenced by its temperature. The controller 35 is by means of Wires 36, 37 connected to the control panel 2i, the device 34 through the wires 38, 39.

Ferner ist ein Differentialtemperaturregler 4o vorgesehen, der durch die Drähte 44 42 mit der Schalttafel 2i verbunden ist und der durch die Apparate 43, 44 in Tätigkeit gesetzt wird, welche sich teils im Innern der zu heizenden Räume, teils außen befinden. Die Schalttafel 2 i ist mit den erforderlichen Sicherheits-, Schalt- und Regelungsapparaten 45, 46, 47, 48, 48' versehen.Furthermore, a differential temperature controller 4o is provided, which by the wires 44 42 connected to the control panel 2i and through the apparatus 43, 44 is put into action, which is partly inside the rooms to be heated, partly outside. The control panel 2 i is equipped with the necessary safety, Switching and regulating apparatus 45, 46, 47, 48, 48 'provided.

Gegegebenenfalls, besonders wenn .es sich darum handelt, ciie von außen zutretende Luft zu heizen, kann man an der Wärmeaustauschvorrichtung 16, i g, in der Nähe des Austrittsendes 161, einen vom Motor 7 angetriebenen K=ompressor 49 anordnen, der dazu dient, den Grad der Kompression der Abgase im Teil 16' der Austauschvorrichtung 16, 16' zu erhöhen. :Ulan fügt dann am Austrittsrohr der :Abgase einen Entspannungshahn 50 oder eine andere gleichartige Vorrichtung an. Der Hahn 5o ist an einen Entspannungsbehälter 51 angeschlossen, der ein Auspuffrohr 52 hat und eine Vorrichtung 53, die zur Sammlung der Kondensationsprodukte 54 dient. If necessary, especially if the aim is to heat the air entering from the outside, a compressor 49 driven by the motor 7 can be arranged on the heat exchange device 16, i g, in the vicinity of the outlet end 1 61, which is used to to increase the degree of compression of the exhaust gases in the part 16 'of the exchange device 16, 16'. : Ulan then adds a relief valve 50 or another similar device to the: exhaust gas outlet pipe. The tap 5o is connected to an expansion tank 51 which has an exhaust pipe 52 and a device 53 which is used to collect the condensation products 54.

An die Anlage wird eine an sich bekannte Vorrichtung 55 angeschlossen, die gestattet, die Batterie 25 unmittelbar durch den von dem Stromsektor 28 gelieferten Strom zu laden im Falle der Ruhe oder nicht genügender Arbeit des Motors 7.A device 55 known per se is connected to the system, which allows the battery 25 to be powered directly by that supplied by the power sector 28 To charge electricity in case of downtime or insufficient work of the motor 7.

Schließlich sieht man noch eine elektrische Uhr mit Kontakten 56 vor, die an die Schalttafel--i durch Drähte 57, 58, 59 angeschlossen wird.Finally, there is an electrical clock with contacts 56, which is connected to the switchboard - i by wires 57, 58, 59.

Die so eingerichtete Anlage arbeitet wie folgt: Sollen die zur Anlage gehörigen Räume geheizt werden, so öffnet man den Gashahn 17' der Leitung 17; dann drückt man auf den Knopf 48', der sich an der Schalttafel befindet. Der Motor 7 wird dann in bekannter Weise durch den Strom der Batterie 25 automatisch angelassen.The system set up in this way works as follows: If the rooms belonging to the system are to be heated, the gas tap 17 'of the line 17 is opened; then push button 48 'on the control panel. The motor 7 is then started automatically in a known manner by the current of the battery 25.

Der Motor 7 treibt die Dynamo 8 an, welche die Batterie 25 ladet oder den Sektor 28 unmittelbar speist. Auch kann der Motor 7 den Kompressor g in Tätigkeit setzen. Durch die Batterie wird die Pumpe 6 in Tätigkeit gesetzt.The motor 7 drives the dynamo 8, which charges the battery 25 or feeds sector 28 directly. The motor 7 can also operate the compressor g set. The pump 6 is activated by the battery.

Der Auspuff des Motor 7 erfolgt in den Auspufftopf i o; die Abgase gelangen in die Wärmeaustauschvor richtung 16, 16' durch die Leitung 15, 15' und entweichen von da unmittelbar in die freie Luft.The exhaust of the engine 7 takes place in the muffler i o; the exhaust gases get into the Wärmeaustauschvor device 16, 16 'through the line 15, 15' and escape from there directly into the open air.

Das durch die Pumpe 6 getriebene kalte Wasser der Anlage i gelangt durch die Leitung 29 zur Wärmeaustauschvorrichtung 16, i6', wo es warm zu werden beginnt, strömt dann durch den Mantel des Motors 7 und kühlt ihn. Hierauf gelangt das Wasser von neuem in den Tei132 der Wärmeaustauschvor richtung 16, 16' und schließlich in den Mantel 13 des Auspufftopfes io, wo es die gewünschte Temperatur erreicht. Von hier wird es durch das Rohr 33 in die Leitung 2 befördert, wobei es die Heizvorrichtung 3.1 und den Regler 35 durchströmt. Nun folgt die Verteilung in die Heizkörper 3, wo es sich abkühlt, um dann zur Pumpe zurückgeleitet zu werden usf.The cold water of the system i driven by the pump 6 passes through the line 29 to the heat exchange device 1 6, i6 ', where it begins to get warm, then flows through the jacket of the motor 7 and cools it. The water then passes again into the Tei132 of the Wärmeaustauschvor device 16, 16 'and finally into the jacket 13 of the muffler io, where it reaches the desired temperature. From here it is conveyed through the pipe 33 into the line 2, where it flows through the heating device 3.1 and the regulator 35. Now it is distributed to the heating element 3, where it cools down, and then it is returned to the pump and so on.

Bildet sich aus irgendeinem Grunde im Auspufftopf io ein Überdruck, so öffnen sich sofort die Sicherheitsventile 14. Die selbsttätige Regelung wird wie folgt bewirkt Hat das in den Leitungen 33 enthaltene Wasser die gewünschte Temperatur erreicht, so setzt es den Temperaturregler 35 in Tätigkeit, welcher über die Schalttafel2i mit dem der Batterie 25 entnommenen Strom die DrosselvorrichtUng 20' beeinflußt, welche den Zutritt des Gases regelt. So wird sofort die Zahl der dem Auspufftopf zugeführten Kalorien vermindert. Infolgedessen bleibt die Wassertemperatur konstant.If for any reason an overpressure builds up in the muffler, the safety valves 14 open immediately. The automatic Regulation is effected as follows: Has the water contained in the lines 33 the When the desired temperature is reached, it activates the temperature controller 35, which the throttle device via the switchboard 2i with the current drawn from the battery 25 20 'affects which regulates the entry of the gas. So immediately the number of Reduced calories fed into the muffler. As a result, the water temperature remains constant.

Ist die Temperatur in der Leitung 33 niedriger als gewünscht, so wirkt der Wärmeregler 35 derart auf die Drosselvorrichtung 2o', daß diese sich öffnet und die an den Auspufftopf abgegebenen Kalorien sich sogleich vermehren. Demgemäß steigt die Wassertemperatur sofort.If the temperature in the line 33 is lower than desired, so acts the heat regulator 35 so on the throttle device 2o 'that this opens and the calories released into the muffler increase instantly. Accordingly the water temperature rises immediately.

Die Funktion des Differentialreglers ¢o ist folgende Wenn die Außentemperatur sich erniedrigt oder sich erhöht, wirkt der Apparat 4.3 nach der einen oder anderen Richtung auf den Regler 4.o, welcher entsprechend den Gaseintritt verstärkt oder vermindert und " so die Temperatur, wie oben angegeben, regelt.The function of the differential controller ¢ o is as follows When the outside temperature decreases or increases, the apparatus 4.3 works in one way or another Direction to the controller 4.o, which increases the gas inlet accordingly or reduced and "regulates the temperature as indicated above.

Sinkt die Außentemperatur oder steigt sie, so wirkt der Apparat .1q. in dem einen oder anderen Sinne auf den Regler 4.o ein, welcher den Zutritt des Gases zum Motor y durch den Dämpfer 2o' erhöht oder vermindert.If the outside temperature falls or rises, the device .1q works. in one sense or the other on the controller 4.o, which allows the access of the Gas to the engine y through the damper 2o 'increased or decreased.

Die Regelung mittels der Uhr 56 ist derart, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt des Abends der Dämpfer 2o', wenn nötig, ganz geschlossen wird, mit der Wirkung, daß die Anlage stillsteht und zu einem anderen eingestellten Zeitpunkt die Anlage automatisch wieder in Betrieb gesetzt wird.The regulation by means of the clock 56 is such that to a certain Time of the evening the damper 2o ', if necessary, is completely closed with the Effect that the system comes to a standstill and at a different set time the system is automatically put back into operation.

Man kann die Uhr 56 dazu benutzen, in Ergänzung zu der Wirkung des Reglers 35 und des Reglers 4.o das Arbeiten der Anlage zu bestimmten Stunden des Tages einzuschränken.The clock 56 can be used in addition to the effect of the Controller 35 and controller 4.o allow the system to work at certain hours of the Restrict the day.

Ist die Akkumulatorenbatterie ganz geladen und befindet sich der Sektor im Zustand der Bedarfsknappheit, so leitet der Regler :1S beispielsweise den nichtbenutzten Teil des Stromes automatisch in den Widerstand 3.4' der Vorrichtung 3 4. ab, welcher das in der Leitung 3 3 vorhandene Wasser erhitzt.If the accumulator battery is fully charged and the sector is located in the state of shortage of demand, the controller forwards: 1S, for example, the one that is not in use Part of the current automatically into the resistor 3.4 'of the device 3 4. which the water present in line 3 3 is heated.

Durch die neu hinzugeführten Kalorien wird die Wassertemperatur erhöht, so daß der Wärmeregler 35 in Tätigkeit tritt. Dieser vermindert sofort die zum Motor tretende Gasmenge mittels der Drosselvorrichtung 2o'.The newly added calories increase the water temperature, so that the heat regulator 35 comes into operation. This immediately reduces the to the engine emerging amount of gas by means of the throttle device 2o '.

Statt daß man die Energie des Motors zur Erhitzung des Umlaufwassers mittels elektrischer Widerstände benutzt, kann man auch die Energie unmittelbar zum Antrieb des Kompressors 9 benutzen, welcher in bekannter Weise seinerseits die Luft der Räume erhitzt, indem er sie durch eine Wärmeaustauschvor richtung hindurchdrückt.Instead of using the energy of the motor to heat the circulating water used by means of electrical resistors, one can also use the energy directly use to drive the compressor 9, which in turn, in a known manner The air in the rooms is heated by pushing it through a heat exchange device.

Um, und zwar am besten durch Kondensation, einen Teil der Verbrennungsprodukte wiederzugewinnen, benutzt man den Kompressor 49, einen Entspannungsapparat 50 und einen Behälter 51.In order to recover part of the combustion products, preferably by condensation, the compressor 49, an expansion device 50 and a container 51 are used.

Die Anpassungsfähigkeit oder Schmiegsamkeit einer solchen Anlage gemäß der Erfindung hängt von der Schmiegsamkeit des Wärmemotors ab. Man weiß aber, daß diese Motoren unterhalb einer gewissen Leitungsstärke stehenbleiben müssen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wendet man zweckmäßig mehrere Motoren an, so daß man dadurch eine größere Regelungsmöglichkeit erreicht, indem man dann automatisch einen oder mehrere Motoren in Gang setzen oder anhalten kann. Dann würde der noch zuletzt arbeitende Motor eine Leistung ergeben, die nur noch einen kleinen Teil der Gesamtleistung der Anlage ausmacht.The adaptability or flexibility of such a system according to the invention depends on the flexibility of the heat engine. But you know that these motors have to stop below a certain line strength. To this one To avoid the disadvantage, it is advisable to use several motors, so that one thereby A greater control option is achieved by then automatically selecting an or can start or stop multiple motors. Then the last one working would Engine output that is only a small part of the total output of the system.

Statt Wasser als Wärmeträger für die Zentralheizung zu benützen, kann man auch unmittelbar filtrierte Außenluft verwenden, die durch die Wärmeaustauschv orrichtung hindurchgeht. In diesem besonderen Falle wird vorteilhaft _ ein Kompressor 9 benutzt, welcher die Luft aus den zu heizenden Räumen ansaugt und entweder in den Auspufftopf io oder in die Wärmeaustauschvorrichtung 16, 16' drückt. Man kann auch die entsprechend komprimierte Luft in den Teil 16' der Wärmeaustauschvorrichtung drücken, «renn man zugleich den Kompressor 49 benutzt. Braucht man, beispielsweise im Sommer, nur die zur Warmwasserversorgung der Badezimmer oder der Küchen notwendigen Kalorien zu erzeugen und aufzuspeichern, so benutzt man nur einen einzigen der vorhandenen Motoren (also einen kleinen Teil der Gesamtleistung der Anlage). Da dieser Motor dann nicht stark genug ist, um die Batterie 25 vollständig zu laden, so benutzt man hierfür während der betriebsdünnen Stunden des Stromsektors den besonderen Apparat 55, um die Ladung der Batterie 25 durch den diesem Sektor entnommenen Strom zu ergänzen, damit man diesem immer die volle Batterieleistung während der Bedarfsspitzen zuführen kann.Instead of using water as a heat transfer medium for central heating, you can you can also use directly filtered outside air, which is passed through the heat exchange v device passes through. In this particular case it is advantageous to use a compressor 9 is used, which sucks in the air from the rooms to be heated and either in pushes the muffler io or into the heat exchange device 16, 16 '. One can also the correspondingly compressed air in the part 16 'of the heat exchange device press, «if you are using the compressor 49 at the same time. Do you need, for example in summer, only those necessary to supply the bathrooms or kitchens with hot water To generate and store calories, only one of the available ones is used Motors (i.e. a small part of the total output of the system). Because this engine then not strong enough to fully charge the battery 25, so used for this purpose the special apparatus is used during the operating hours of the electricity sector 55, in order to replenish the charge of the battery 25 with the current drawn from this sector, so that you can always supply the full battery power during the demand peaks can.

Claims

PATriVT_iNSPRI, cHr: i. The waste heat generated by electricity Heating and hot water supply systems utilizing gas engines, characterized in that that a regulation of heat generation as a function front heat demand by changing the power of the gas engines.

2. Plant according to claim i, characterized characterized in that the heat generation is regulated by compression of Air or engine exhaust gases, which are used for heating, by means of the generated electric current driven compressors or by heating the heating medium by the electric current.

3. Central system according to claim i, characterized in that that a clock influences the regulation of the gas engines.