DE597406C

DE597406C - High pressure hot water heating system

Info

Publication number: DE597406C
Application number: DEB130600D
Authority: DE
Original assignee: Caliqua Waermegesellschaft M B
Current assignee: Caliqua Waermegesellschaft M B
Priority date: 1927-03-29
Filing date: 1927-03-29
Publication date: 1934-05-24

Description

Hochdruck-Heißwasserheizungsanlage Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Heißwasserheizüngsanlage mit Vorlauf- und Rücklaufleitung, in -der ein Teil der Wärmeverbraucher mit Drücken und Temperaturen betrieben wird, die niedriger sind als diejenigen, welche in der Vorlaufleitung herrschen. Bei einer solchen Anlage benötigen die einzelnen Wärmeverbraucher Entspannungsvorrichtungen, in denen das eintretende Heißwasser von dem in der Vorlaufleitung herrschenden Druck auf den für solche Wärmeverbraucher benötigfen Druck entspannt wird. Bei einer derartigen Entspannung tritt an sich zwangsläufig eine Dampfentwicklung in der Entspannungsvorrichtung auf, was sich für die Anlage ungünstig auswirken kann.High pressure hot water heating system The invention relates to a high pressure hot water heating system with flow and return lines, in which part of the heat consumers with pressures and operating temperatures lower than those in the Flow line prevail. In such a system, the individual heat consumers need Expansion devices in which the incoming hot water differs from that in the supply pipe prevailing pressure relaxed on the pressure required for such heat consumers will. In the case of such an expansion, there is inevitably a development of steam in the expansion device, which has an adverse effect on the system can.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieses Nachteiles und besteht darin, daß die für solche Wärmeverbraucher benötigten Entspannungsvorrichtungen als Mischvorrichtung zur Beimischung von kühlem Rücklaufwasser ausgebaut sind, um die als Folge der 'Entspannung zu erwartende Dampfbildung zu verhindern. Auf diese Weise wird nämlich die bei der Entspannung frei werdende Wärme zur Erhöhung der Temperatur des zugeführten Rücklaufwassers benutzt, das mit dein entspannten frischen Heißwasser in die Wärmeverbrauchsstelle gelangt.The invention aims to eliminate this disadvantage and exists in that the expansion devices required for such heat consumers as a mixing device for admixing cool return water are expanded to to prevent the formation of steam to be expected as a result of the 'relaxation. To this In fact, the heat released during relaxation is wise to increase the Used return water temperature, that with your relaxed fresh Hot water reaches the heat consumption point.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in den Fig. z bis 3 in mehreren Ausführungsformen dargestellt. Es zeigen Fig. z eine schematische Darstellung einer Anlage gemäß der Erfindung, Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt durch eine kombinierte Entspannungs- und Mischvorrichtung, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer solchen kombinierten Entspamzungs- und Mischvorrichtung in Seitenansicht.In the drawing, the subject matter of the invention is shown in FIGS shown in several embodiments. FIG. 2 shows a schematic representation a system according to the invention, Fig. 2 schematically shows a longitudinal section through a combined expansion and mixing device, FIG. 3 shows a further embodiment such a combined despamification and mixing device in side view.

Das heiße Wasser gelangt aus dem in der Zeichnung nicht angegebenen Wärmeerzeuger in die Hochdruck-Vorlaufleitung 3, an die eine größere Anzahl von Wärmeverbrauchern 4@ 5@ 63 %, g nebeneinander angeschlossen sind. In der Leitung 3herrsche die Hochspannung p und dementsprechend die Hochtemperatur t. Für beides sei der Wärmeverbraucher 4 geeignet, so daß dieser unmittelbar aus der Leitung 3 durch die Abzweigleitung 411 mit Hochdruck-Heißwasser gespeist werden kann. Dieses Wasser verläßt den Verbraucher 4 durch eine Leitung ro, in der der nämliche Druck p, wie in der Vorlaufleitung 3 herrscht, aber entsprechend der erfolgten Wärmeabgabe eine Austrittstemperatur t1, die niedriger ist als die Eintrittstemperatur t.The hot water comes from the area not indicated in the drawing Heat generator in the high pressure flow line 3, to which a larger number of Heat consumers 4 @ 5 @ 63%, g are connected next to each other. On the line 3 Suppose the high voltage p and, accordingly, the high temperature t. For both let the heat consumer 4 be suitable so that it can be taken directly from the line 3 can be fed with high pressure hot water through branch line 411. This Water leaves the consumer 4 through a line ro, in which the same pressure p, as prevails in the flow line 3, but according to the heat dissipation that has taken place an outlet temperature t1 which is lower than the inlet temperature t.

Für einen zweiten Wärmeverbraucher 5 sei nur der Druck p5 und die Temperatur t5 zulässig, beide niedriger als der Vorlaufdruck p und die' Vorlauftemperatur t. Diesem Apparat wird ebenfalls durch eine Abzweigleitung 5a aus der Vorlaufleitung 3 Hochdruck-Heißwasser zugeführt, jedoch gelangt dieses Wasser vor dem Eintritt in den Wärmeverbraucher 5 erst in eine Mischvorrichtung 9, und zwar wird das Hochdruck-Heißwasser mit solchem Wasser gemischt, das aus der den Verbraucher verlassenden Leitung 5v mittels einer Rückführleitung Sc entnommen ist. Inder Mischvorrichtung, die in Fig.2 dargestellt ist, reißt das sich entspannende Hochdruck-Heißwasser so viel Wasser vön niedrigerer Temperatur und niedrigerem Druck mit, wie notwendig ist, um den bei der Entspannung gebildeten Dampf sogleich wieder zu kondensieren. Aus dieser Forderung läßt sich die Menge des in die Mischvorrichtung zurückzuleitenden Wassers rechnerisch bestimmen.For a second heat consumer 5, only let the pressure p5 and the Temperature t5 permissible, both lower than the flow pressure p and the 'flow temperature t. This apparatus is also supplied by a branch line 5a from the flow line 3 high-pressure hot water is supplied, but this water arrives before it enters in the heat consumer 5 only in a mixing device 9, namely the high-pressure hot water mixed with such water that is from the leaving the consumer management 5v is taken by means of a return line Sc. In the mixing device that is used in Fig. 2, the relaxing high pressure hot water rips so much Water of lower temperature and pressure with, as necessary, in order to immediately condense the steam formed during the expansion again. the end This requirement can be used to determine the amount of water to be fed back into the mixing device Determine water arithmetically.

Es ist dabei zu beachten, daß der Heiz-@vasserverbrauch des Apparates 5 im allgemeinen nicht stets gleichbleibt, wohl aber soll das Verhältnis von frischem Vorlaufwasser und kühlem Rücklaufwasser unverändert bleiben. Diesem Umstand wird durch die folgende Einrichtung des Strahlenapparates Rechnung getragen.It should be noted that the heating @ water consumption of the apparatus 5 generally does not always remain the same, but the ratio of fresh Flow water and cool return water remain unchanged. This circumstance will taken into account by the following installation of the radiation apparatus.

In das Gehäuse i i ist oberhalb oder hinter der Düse 17 ein Nadelventil 12 bekannter Bauart mittels Gewindespindel 13 und Handrades i ¢ verstellbar eingebaut. In die beiden Einlaßstutzen 15 und 16, von denen der eine für das aus der Leitung 5c kommende kühle Wasser, der andere für das aus der Hochdruckleitung 3 kommende heiße Wasser @bestimmt ist, sind Organe 15a und 16a, z. B. Hähne, eingebaut, und diese Organe sind zwangsläufig z. B. mittels je eines auf den zugehörigen Hahnküken sitzenden Hebels i8a, ,8b und einer Koppelstange i 9 so verbunden, daß sie stets gleichzeitig und im gleichen Betrage verstellt werden. Die Durchlaßquerschnitte sind nun so bemessen, daß bei jeder beliebigen Stellung der Drosselorgane das Verhältnis zwischen den beiden durchgelassenen Wassermengen. unverändert bleibt.In the housing ii above or behind the nozzle 17 a needle valve 12 of known design is installed adjustable by means of a threaded spindle 13 and handwheel i [. In the two inlet ports 15 and 16, one of which is intended for the cool water coming from the line 5c and the other for the hot water coming from the high pressure line 3, organs 15a and 16a, e.g. B. taps, built in, and these organs are inevitably z. B. by means of a lever sitting on the associated cock plug i8a,, 8b and a coupling rod i 9 connected so that they are always adjusted simultaneously and in the same amount. The passage cross-sections are now dimensioned so that, in any position of the throttle elements, the ratio between the two quantities of water allowed through. remains unchanged.

Das Nadelventil hat die Aufgabe, die Strömungsgeschwindigkeit in den Düsen stets gleichbleibend zu erhalten trotz der Schwankungen, denen die Fördermenge der Mischvorrichtung unterworfen ist. Das Nadelventil wird entweder von Hand oder selbsttätig durch einen Druckregler eingestellt. Auch kann es mit den beiden Drosselorganen zwangsläufig verbunden sein und gemeinsam mit ihnen von Hand oder selbsttätig gesteuert werden.The needle valve has the task of controlling the flow rate in the Nozzles always stay the same despite the fluctuations in the flow rate is subject to the mixing device. The needle valve is operated either by hand or set automatically by a pressure regulator. It can also be done with the two throttle organs inevitably be connected and controlled together with them by hand or automatically will.

DieTeilentspannung hochgespannten heißen Wassers, die in dem Mischapparat vorgenommen wird, macht eine Wärmemenge frei, die ausreichen würde, um eine im höchsten Grade schädliche Dampfbildung herbeizuführen. Durch die in der Düse erzeugte hohe Wassergeschwindigkeit wird aber die berechnete Menge an kälterem Rücklaufwasser mitgerissen, welches seinerseits unter der im Wärmeverbraucher herrschenden niedrigeren Spannung steht, Die frei gewordene Wärme wird nun vom zugeführten Rücklaufwasser aufgenommen. Die erreichte Wassergeschwindigkeit dient dazu, die Reibungsverluste in den Apparaten auszugleichen und einen schnellen Umlauf des Heizwassers an den Heizflächen herbeizuführen. Die Umsetzung aus Hochspannung und Hochtemperatur in niedrigere Spannung und Temperatur geht also völlig verlustlos vor sich, indem die volle, dem Wärmeerzeuger entnommene Wärmemenge den Verbrauchsstellen zugeführt wird. Demgemäß werden mit der geringstmöglichen Umlaufwassermenge und mit kleinstem Kraftaufwand trotz eines völlig geschlossenen einfachen Rohrzuges bei hoher Ausgangsspannung und Ausgangstemperatur beliebig niedrige Spannungen und Temperaturen an den Verwendungsstellen erzeugt.The partial expansion of high pressure hot water in the mixer is made, releases an amount of heat that would be sufficient to generate one in the highest Induce degrees of harmful vapor formation. Due to the high generated in the nozzle However, water velocity becomes the calculated amount of colder return water carried away, which in turn is below the lower prevailing in the heat consumer There is voltage, the heat that has been released is now taken from the return water supplied recorded. The water speed reached serves to reduce the friction losses to balance in the apparatus and a rapid circulation of the heating water to the Bring about heating surfaces. The implementation of high voltage and high temperature in lower voltage and temperature is therefore completely lossless by the the full amount of heat taken from the heat generator is fed to the points of consumption. Accordingly, with the smallest possible amount of circulating water and with the least amount of force in spite of a completely closed, simple pipe section with a high output voltage and starting temperature any low voltages and temperatures at the points of use generated.

Bei der Ausführung nach Fig.2 sind für den Hochdruckweg ° zwei Regelungsorgane hintereinandergeschaltet, nämlich der Hahn 16a und das Nadelventil 1a, was den Vorzug bietet, daß das Nadelventil in der für die vorkommende Höchstverbrauchsmenge passenden Stellung verbleiben kann und das Drosselorgan 16a nur eine zusätzliche Regelung entsprechend den vorkommenden Verbrauchsschwankungen herbeizuführen hat. In manchen Fällen kann darauf verzichtet werden, das Nadelventil für längere Dauer in der gleichen Lage zu erhalten. Dann wird entsprechend der Ausführung nach Fig. 3 das Drosselorgan 16a weggelassen und das Nadelventil 12 unmittelbar mit dem Drosselorgan 15a für das kältere, niedriger gespannte Wasser z. B. mittels der Zahnräder 23, 24 gekuppelt. Dabei ist freilich zu beachten, daß bei einfacher Zahnräderübertragung die durch das Organ i5a herbeigeführte Drosselung der durch das Nadelventil bewirkten im allgemeinen nicht einfach proportional ist. Eine solche Abweichung kann jedoch erwünscht sein, wenn bei Veränderung der verbrauchten Heizwassermenge auch gleichzeitig deren Druck und Temperatur.- sich wegen der besonderen Eigenschaften des Wärmeverbrauchers verändern dürfen oder sollen. Es gibt also jedenfalls Fälle, in denen die einfacher gebaute Mischvorrichtung ausreicht.In the embodiment according to FIG. 2, two regulating organs are used for the high pressure path connected in series, namely the faucet 16a and the needle valve 1a, which has the advantage offers that the needle valve in the appropriate for the occurring maximum consumption amount Position can remain and the throttle member 16a only an additional control according to the occurring consumption fluctuations. In some Cases can be dispensed with, the needle valve for longer duration in the same Able to get. Then, according to the embodiment of FIG. 3, the throttle member 16a omitted and the needle valve 12 directly to the throttle member 15a for the colder, lower tensioned water z. B. coupled by means of the gears 23, 24. It should be noted, of course, that with simple gear transmission the through the organ i5a throttling that brought about by the needle valve in general is not simply proportional. However, such a deviation may be desirable if the pressure changes at the same time as the amount of heating water consumed and temperature - change due to the special properties of the heat consumer may or should. In any case, there are cases in which the simpler ones are built Mixing device is sufficient.

In Fig. i sind ferner zwei Wärmeverbraucher 6 und 7 eingezeichnet, die eine gemeinschaftliche Abgangsleitung 6b, 7v aufweisen. Eine solche Vereinigung der Abgangsleitungen ist dann zulässig, wenn die Abgangsdrücke für das Heizwasser in beiden Apparaten die gleichen sind. Trotz der Gleichheit der Drücke, die in den von der gemeinscbaftlichen Abgangsleitung 6U, 7@ kommenden Abzweigleitungen 6c, 7c herrschen, können in den zugehörigen Mischvorrichtungen 9 durch Entnahme im Verhältnis ungleicher Mengen von Hochdruck-Heißwasser aus den Abzweigleitungen 6a, 7a Gemische von verschiedener Temperatur hergestellt werden, so daß sich verschiedene Zugangstemperaturen (bei gleichen Drücken) in den Wärmeverbrauchern 6 und 7 ergeben.In Fig. I, two heat consumers 6 and 7 are also shown, which have a common outlet line 6b, 7v. Such a union of the outlet lines is permissible if the outlet pressures for the heating water are the same in both devices. In spite of the equality of the pressures that prevail in the branch lines 6c, 7c coming from the common outlet line 6U, 7 @, mixtures of different temperatures can be produced in the associated mixing devices 9 by withdrawing proportionally unequal amounts of high-pressure hot water from the branch lines 6a, 7a are produced so that different access temperatures (at the same pressures) in the heat consumers 6 and 7 result.

Bei 8 sind mehrere Wärmeverbraucher an die nämliche Mischvorrichtung angeschlossen und die Abgangsleitungen 8b zusammengeführt, so daß sich für alle Wärmeverbraucher 8 die nämlichen Zugangs- und Abgangstemperaturen und durchweg die nämlichen Betriebsdrücke ergeben.At 8, several heat consumers are connected to the same mixing device connected and the outgoing lines 8b merged, so that for all Heat consumer 8 the same inlet and outlet temperatures and consistently the result in the same operating pressures.

Aus den einzelnen Apparaten oder Apparategruppen ergeben sich verschiedene Rücklaufwassermengen, und zwar ist in der Abgangsleitung io des Apparates die Rücklaufwassermellge gleich der zugeführten Heizwassermenge. Beim Apparat 5 ergibt sich die Rücklaufwassermenge gleich der in den Wärmeverbraucher 5 eingehenden Gemischwassermenge, vermindert um die durch die Leitung 5c zurückgeführte Wassermenge; ähnlich in der Apparategruppe 6, 7 und in der Apparategruppe B. Es ist also nicht nur die aus der Vorlaufleitung zu entnehmende, sondern in gleichem Betrage auch die nach dem Wärmeerzeuger zurückzuführende Verbraucherwassermenge kleiner als die in den Wärmeverbrauchern verfügbare Heizwassermenge. .Various devices result from the individual devices or groups of devices Return water quantities, namely the return water volume in the outlet line of the apparatus equal to the amount of heating water supplied. In the case of apparatus 5, the amount of return water is obtained equal to the amount of mixed water entering the heat consumer 5, reduced by the amount of water returned through line 5c; similar in the device group 6, 7 and in equipment group B. So it's not just the one from the flow line to be withdrawn, but in the same amount also to be returned to the heat generator The amount of consumer water is less than the amount of heating water available in the heat consumers. .

Die Rücklaufwassermengen haben verschiedene Spannungen und Temperaturen, wobei zu beachten ist, daß in den Wärmeverbrauchern 6 und 7 bei gleichen Abgangsdrücken die Abgangstemperaturen verschieden sein können, daß sich aber an der Vereinigungsstelle der Rückleitungen 6b, 7b eine Mischtemperatur herstellt.The return water volumes have different voltages and temperatures, It should be noted that in the heat consumers 6 and 7 with the same outlet pressures the outlet temperatures can be different, but that is at the union point the return lines 6b, 7b produces a mixed temperature.

Gemäß der Erfindung wird weiter zur Rückführung des verbrauchten Wassers eine mehrstufige Pumpe angewendet, deren Stufenzahl sich nach der Anzahl der Spannungen richtet, in denen das verbrauchte Heizwasser aus den Wärmeverbrauchern kommt. Die Gesamtleistung der Pumpe in ihrer Höchstspannungsstufe entspricht der dem Wärmeerzeuger entnommenen und wieder zuzuführenden Wassermenge, ist also nach obigem kleiner als die Summe der Heizwassermengen, die die sämtlichen Verbraucher durchströmt. Der höchsten Druckstufe der Rückführpumpe wird unmittelbar das aus dem Verbraucher q. kommende Wasser zugeführt. Die Rücklaufwassermengen aus den anderen Wärmeverbrauchern oder Verbrauchergruppen werden entsprechend ihrer Spannung, niedrigeren Druckstufen der Pumpe zugeführt.According to the invention, the water used is also recycled a multi-stage pump is used, the number of stages depends on the number of voltages in which the used heating water comes from the heat consumers. the The total output of the pump in its maximum voltage level corresponds to that of the heat generator The amount of water removed and supplied again is therefore less than according to the above the sum of the heating water that flows through all consumers. Of the The highest pressure level of the recirculation pump is directly from the consumer q. incoming water supplied. The amount of return water from the other heat consumers or consumer groups are, according to their voltage, lower pressure levels fed to the pump.

Dementsprechend weist die Rückführpumpe 2o einen ersten Stutzen 20a für die Rück-°Yeitung 8b, auf der nächsthöheren Stufe einen Stutzen tob für die Rückleitungen 65 und 7b und weitere Stutzen 20c, 2od für die Rückleitungen 5b und io auf. Diesen Stutzen vorgeschaltete Regelorgane 2oe, 2of, 209, 2ofl, die von Hand, oder selbsttätig eingestellt werden, dienen zur Berichtigung kleiner aus den Ungleichheiten des Betriebes sich ergebenden Schwankungen. Die aus der Hochdruckstufe kommende Gesamtwassermenge wird durch ein Absperrorgan 21 hindurch mittels der Leitung 22 dem Wärmeerzeuger zugeführt.Accordingly, the return pump 2o a first port 20a for the rear ° Yeitung 8b, at the next higher level a connection piece tob for the return lines 65 and 7b and further stub 20 c, 2oD for the return lines 5b and on io. Control organs 2oe, 2of, 209, 2ofl upstream of these nozzles, which are set manually or automatically, serve to correct small fluctuations resulting from the inequalities of the operation. The total amount of water coming from the high pressure stage is fed through a shut-off device 21 by means of the line 22 to the heat generator.

An Stelle einer vielstufigen Pumpe mit Zuführung in den einzelnen Stufen und einer von Stufe zu Stufe wachsenden Aufnahmefähigkeit könnte auch eine für die Gesamtmenge bei deren Höchstspannung ausreichende Pumpe vorgesehen werden, der die Teilmengen von niedrigerer Spannung durch besondere kleinere Pumpen zugeführt werden, die die Spannung der ihnen zufließenden Wassermengen auf die Spannung der Saugseite der Hochspannungspumpe bringen.Instead of a multi-stage pump with feed in the individual Levels and a capacity that increases from level to level could also be one a sufficient pump is provided for the total quantity at its maximum voltage, which supplied the subsets of lower voltage by special smaller pumps that the tension of the flowing water amounts to them on the tension of the Bring the suction side of the high voltage pump.

Claims

hA, '1'ENI' CLAIM: i. High pressure hot water heating system with flow and return line, in which some of the heat consumers with pressures and temperatures is operated which are lower than those in the supply line prevail, characterized in that the for such heat consumers (5 to 8) required relaxation devices (9) as a mixing device for admixing cool it return water are expanded to the expected as a result of the relaxation To prevent steam formation.

2. Expansion and mixing device for the system according to claim i; characterized in that to achieve a constant Mixing ratio, even with changing water volume requirements, the amount 'des entering high pressure supply and medium pressure return water into the device controlling organs (i 6a and I 5a) are necessarily coupled.

3. Device according to Claim 2, characterized in that the expansion nozzle (i7) through a needle valve (i2) is controlled. q ..

Device according to Claims 2 and 3, characterized in that that the needle valve (I2) inevitably with the amount of incoming high pressure and return water regulating organs (16a, 15a) is coupled.

5. Device according to claims 2 and 3, characterized in that the entry of the high pressure feed water under Omission of a special control element only through that in the relaxation device arranged needle valve is controlled, which is expedient by a suitable gear (23, 2q.) Is coupled to the control unit for the return water.

6. Attachment to Claim i, characterized in that those with different voltages from the different Heat consumers or consumer groups (q. To 8) partial quantities of the return water, which are not directly in the expansion devices arranged in front of the consumer points are conducted, the levels corresponding to their voltage (2oa to 20d) of a multi-level Return pump (2o) are fed, the output stage of which is the voltage of the heat generator is equivalent to.

7. Plant according to claim i, characterized in that the various Heat consumers or consumer groups with different voltages coming subsets of the return water are each brought to a special feed pump, which the required amount of water on the voltage of the suction side of a common high pressure return pump brings, which the latter also run directly those amounts of water that come from heat consumers heated directly from the high-pressure feed line.