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Kombinierte Hoch- und Mitteldruck-Heißwasser-Dampfheizungsanlage Die
Erfindung betrifft eine kombinierte Hoch- und Mitteldruck-Heißwasser-Dampfheizungsanlage.
Bei derartigen Anlagen namentlich in der chemisch-technischen Industrie müssen,
falls sie einwandfrei. arbeiten sollen, gleichförmige Betriebszustände herrschen,
und es muß ein kontinuierlicher Betrieb gewährleistet sein.
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Die Erfindung besteht darin, daß das den Zulauf des Hochdruckheißwassers
zum Entspannungsgefäß (in welchem es in Dampf und Mitteldruckwasser getrennt wird)
steuernde Absperrorgan einerseits und das den Ablauf des aus der Dämpfanlage zu
entfernenden Mitteldruckwassers steuernde Absperrorgan anderseits derart miteinander
gekuppelt sind, daß die zutretende Menge Hochdrückheißwasser und die ablaufende
Menge Mitteldruckwasser in ihren Mengen einander entsprechen, wodurch der geforderte
gleichmäßige Betriebszustand erreicht wird. Das im Entspannungsgefäß abgeschiedene
und mit dem Kondensat des Dämpfgefäßes vermengte Wasser von Mitteldruck und -temperatur
wird zweckmäßig anschließend zur Wärmeabgabe in Mitteldruckheizkörpern, z. B. einem
Kochkessel oder einer Mitteldruckheizplatte, verwendet. Gegebenenfalls kann auch
die Heizkammer eines Verdampfapparates selbst als Entspannungsgefäß dienen, so daß
das aus dem entwickelten Dampf sich bildende Kondensat in dieser Kammer selbst entsteht
und sich dort mit dem bei Mitteldrucktemperatur während des Entspannungsvorganges
abgeschiedenen Mitteldruckwasser mischt. In der Zeichnung ist schematisch eine derartige
Anlage beispielsweise dargestellt.
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i ist ein Heißwassererzeuger, der beliebig ausgeführt sein kann, beispielsweise
wie in der Zeichnung als ein vollständig mit Wasser gefüllter Röhrenkessel, der
durch eine Feuerung 2 beheizt wird. Das Heißwasser wird dem Wasserraum des Kessels
an beliebiger Stelle bei 3 entnommen, ein Sicherheitsventil. q. verhütet die überschreitung
des zulässigen Druckes. 5 ist die Vorlaufleitung des hochgespannten Heizwassers,
in welche ein Expansionsgefäß 6 eingeschaltet ist. 7 ist die Rücklaufleitung, in
welche in bekannter Weise eine Umwälzpumpe 8 eingebaut ist. Das rücklaufende Wasser
tritt bei 9 wieder in den Heizkessel.
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Von der Heißwasserleitung können Apparate in bekannter Weise unmittelbar
beheizt werden. io ist beispielsweise ein solcher Apparat, dessen Doppelmantel:
i i vom Heißwasser in der Pfeilrichtung durchströmt und geheizt wird.
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Zwischen der Vorlaufleitung 5 und Rücklaufleitung 7 ist an deren Enden
ein kleines Umlaufventil 12 angeordnet, damit diese Hauptleitungen auch dann vom
Heißwasser durchströmt werden, wenn einmal sämtliche wärmeverbrauchenden Apparate
ausgeschaltet sein, sollten.
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13 ist ein Dämpfkessel, in welchem- irgendwelche Werkstoffe einer
Behandlung mit Dampf unterzogen werden. 14. stellt ein, Entspannungsgefäß. dar,
welches durch die Dampfleitung 15 und Kondenswasserrückleitung
16
mit dem Dämpfkessel verbunden ist. Zum Entspannungsgefäß 14 führt von der Vorlaufleitung
5 die Zuleitung 17, welche durch das Verteilungsrohr 18 im Entspannungsgefäß oberhalb
des Wasserspiegels ig ausmündet. Eine Leitung 2o, die in Höhe des Wasserspiegels
ig austritt, verbindet das Entspannungsgefäß mit der Saugseite einer Pumpe 2r, deren
Druckleitung 22 wieder zur Hauptrücklaufleitung 7 führt. In die Leitungen
17 und 2o sind zwangsläufig miteinander verbundene Absperrorgane 23 und 24
eingeschaltet.
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Die Wirkungsweise ist die folgende: Das Wasser der Heißwasserleitung
habe beispielsweise eine Temperatur von rgo° entsprechend 12 atü. In dem Dämpfkessel
13
werde Dampf von 14o° entsprechend 3 atü gebraucht. Der Fassungsraum des
Entspannungsgefäßes wird entsprechend dein Inhalt des Dämpfkessels 13 gewählt. Bei
Beginn des Dämpfprozesses läßt man durch Öffnen des Hahnes 23 mittels Leitung 17
das Heißwasser in den Entspannungsraum 14 treten, in dem es sich durch das angeschlossene
gelochte oder düsenartig ausgebildete Rohr 18 verteilt. Bereits im Augenblick des
Austretens erfolgt die Entspannung eines Bruchteiles des Wassers zu Dampf, der seine
latente Wärme dem verbleibenden Wasser entzieht, wodurch dessen Temperatur entsprechend
der Druckerniedrigung sinkt. Da die für den Dämpfprozeß erforderliche Dampfmenge
in jedem Fall bekannt ist oder annähernd bestimmt werden kann, so läßt sich auch
leicht errechnen, wieviel Heißwasser man in das Entspannungsgefäß hineinschicken
muß, um die erforderliche Dampfmenge von niedrigerer Spannung zur Verfügung zu haben.
Der Wasserspiegel im Entspannungsgefäß wird stets auf einer gewissen Höhe, Linie
rg, gehalten, um kleine Druckschwankungen, durch ungleichen Verbrauch im Dämpfgefäß
hervorgerufen, aus dem Wärmevorrat des im Entspannungsgefäß befindlichen Wassers
ausgleichen zu können. Zu diesem Zweck ist der Anschluß 24 in entsprechender Höhe
am Entspannungsgefäß angebracht. Ist der Dampfverbrauch in 13 zu verschiedenen Zeiten
verschieden, so läßt sich die Dampferzeugung im Entspannungsgefäß durch entsprechende
Verstellung des Absperrorganes 23 leicht regeln. Das Absperrorgan 23 ist mit dem
Absperrorgan. 24 der Zulauf leitung 2o zur Pumpe derart verbunden, daß beide stets
gleichzeitig im selben Maße geöffnet und geschlossen werden, so daß dadurch auch
gleichzeitig die Fördermenge der Pumpe in gleicher Weise mit geregelt wird. Wo es
auf Innehaltung ganz bestimmter Drücke ankommt, kann die Regelung des Zu- und Ablaufes
und die Beeinflussung der Absperrorgane auch selbsttätig durch Verbindung eines
der bekannten Regler mit den Absperrorganen erfolgen. Ein auf dem Entspannungsgefäß
befindliches Sicherheitsventi125 verhindert die Überschreitung des zulässigen Dampfdruckes.
Das sich im Dämpfgefäß beim Arbeitsprozeß bildende Kondenswasser hat dieselbe Spannung
und annähernd dieselbe Temperatur wie der eintretende Dampf und läuft durch die
Leitung 16 unmittelbar in das Entspannungsgefäß zurück. Die Pumpe 2z hat den Zweck,
das durch die Dampfentwicklung abge'kü'hlte und entsprechend niedriger gespannte
Wasser auf den in der Rücklaufleitung 7 herrschenden Druck zu bringen und es durch
die Zuleitung 22 wieder der Hauptleitung g zuzuführen, in der es sich mit dem von
den übrigen Heizstellen kommenden Wasser mischt, so däß das gesamte abgekühlte Wasser
zum Heizkessel r zurückkehrt, um dort wieder auf die ursprüngliche Heißtemperatur
aufgeheizt zu werden und den Kreislauf von neuem zu beginnen.
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25d stellt einen der in der chemisch-technischenIndustrievielfach
üblichen Verdampfapparate dar, bei welchem stehende Rohre außen von Heizdampf umspült
werden, wodurch die im Innern der Rohre befindliche Flüssigkeit zum Kochen gebracht
wird. In einem solchen Fall ist die Anordnung eines besonderen Entspannungsgefäßes,
wie vorstehend beschrieben war, nicht nötig, da die Heizkammer des Verdampfers selbst
als Entspannungsgefäß dient. 26 ist die Zuführungsleitung des hochgespannten Heißwassers,
welches durch das Verteilungsrohr 28 in die Heizkammer ausströmt, 27 die Ausgangsleitung,
und 29 und 3o sind die zwangsläufig. verbundenen Absperr- bzw. Regelorgane, 31 das
Sicherheitsventil. Die Wirkungsweise ist hier dieselbe, wie vorstehend bei dem Dämpfkessel
beschrieben, nur daß sich in diesem Fall das sich bildende Kondenswasser sofort
wieder mit dem entspannten Rückführwasser im unteren Teil der Heizkammer mischt
und daher eine besondere Kondenswasserrückführung unnötig macht.
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Unter Ausnutzung der im Rückwasser noch enthaltenen äußeren Wärme
lassen sich hiermit noch Apparate heizen, z. B. in der Zeichnung der Kochkessel
32a und die Heizplatte 32b, indem sich die Rückführleitung 27 auf ihrem Wege zur
Rückführpumpe 33- in mehrere Leitungen 27a und 27b verzweigt, die zu den einzelnen
Apparaten führen. Die Abgangsleitungen 34a und 34b von den einzelnen Apparaten vereinigen
sich wieder zur Saugleitung 34 der Rückführpumpe 33, deren Druchleitung 35- das
Wasser wieder zur Hauptrücklaufleitung 7 führt. Natürlich können
je
nach dem vorhandenen Temperaturgefälle auch mehrere Heizstufen hintereinandergesch.altet
werden. Es können auch von einem Entspannungsgefäß mehrere Apparate mit Dampf versorgt
werden.
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Die beschriebene Heizanlage läßt sich außer in der chemischen. Industrie
auch für sonstige Heizzwecke verwenden.