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Warmwasser-Großraumspeicher für Fernheizwerke, insbesondere von Städten
Schwankungen der Heizbelastung werden beim Betrieb von Warmwasserheizungsanlagen
durch Wärmespeicher ausgeglichen. Da die Periodendauer der Belastungsschwankungen
beim Heizbetrieb sehr groß sein kann, so -wird der Speicherinhalt bei Fernheizungsanlagen
in vielen Fällen ganz außerordentlich groß.
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Die Verwendung der bekannten Warmwasserspeicher mit einem geschlossenen
Behälter, der sowohl das kalte als auch das warme Wasser aufnimmt, führt zu sehr
teuren Anlagen, insbesondere weil hier unabhängig von dem Wärmespeicher ein Ausdehnungsgefäß
aufgestellt werden muß, das zur Aufnahme des durch die Erwärmung vergrößerten Wasservolumens
des Heizsystems dient. Man ist daher bei geschlossenen Speichern gezwungen, ein
besonderes Ausdehnungsgefäß am höchsten Punkt des Heizsystems im Dachgeschoß eines
Gebäudes oder auf einem besonderen Turm anzuordnen.
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Es ist ferner schon vorgeschlagen worden, bei Warmwasserheizungsanlagen
einen oben offenen Doppelbehälter anzuwenden, bei dem das zu speichernde Warmwasser
durch Kolben und über diesen befindliche Sperrwassersäulen abgeschlossen wird. Wenn
man bei einer derartigen Anlage von der Aufstellung eines besonderen Ausdehnungsgefäßes
Abstand nehmen würde, obwohl durch den Abschluß der Speicherräume mit Hilfe der
Kolben und der Sperrwassersäulen die für das Ausdehnungsgefäß vorgeschriebene offene
Verbindung mit dem Heizwasser eigentlich fehlt, so bleiben doch folgende Nachteile:
Eine Ausbildung der Kolben, die den Übertritt des sich bei der Erwärmung des Heizwassers
vergrößernden Wasservolumens in den Raum für das Sperrwasser in dem gebotenen Umfang
gestatten würde, hätte eine dauernde Zirkulation und Vermengung des Speicherwassers
mit dem Sperrwasser zur Folge, was die Speicherwirkung aufhebt bzw. beeinträchtigt.
Da außerdem bei dem bekannten Vorschlag die Sperrwasserräume den gleichen Inhalt
wie die Warmwasserräume haben müssen, so ergeben sich in jedem Fall Behälter mit
einem Inhalt doppelt so groß wie der nutzbare Speicherraum. Neben dem Aufwand erheblicher
Anlagekosten wäre besonders zur Erzielung größerer Speicherleistungen die Ausführung
eines außerordentlich sperrigen Bauwerkes erforderlich, dessen Aufstellung und Unterbringung
Schwierigkeiten macht.
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Die Erfindung beseitigt die Nachteile der bekannten Vorschläge. Das
Neue besteht darin, daß der Speicher aus einem, einzigen oben offenen Behälter besteht,
in dem Heizwasser unterschiedlicher Temperatur schichtenweise übereinandergespeichert
wird, und der eine solche Höhe besitzt, daß er eine dem höchsten statischen Druck
in der Heizanlage
entsprechende hohe Wassersäule aufzunehmen vermag
und gleichzeitig als Ausdehnungsgefäß dient.
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Dadurch wird zunächst eine wesentliche technische Vereinfachung des
Bauwerkes und bedeutende Verringerung der Anlagekosten erreicht. Es entfällt nämlich
die Aufstellung eines besonderen Ausdehnungsgefäßes, die bei großen Fernheizanlagen
umfangreiche bauliche Anlagen erfordert und daher mit erheblichen Kosten verbunden
ist. Durch die schichtenweise übereinanderfolgende Speicherung des Vor- und Rücklaufwassers
in demselben Behälter wird der ganze Inhalt des Behälters für die Speicherung ausgenutzt.
Beim gleichen Rauminhalt ist das Speichervermögen zweimal so groß als bei der bekannten
Anlage mit Doppelbehälter und Sperrwassersäul.en, und dank der einfachen Form ist
es möglich, Speicher bis zu den größten Leistungen auszubilden und überall, auch
auf freien Plätzen innerhalb der Stadt, ohne nachteilige ästhetische Wirkung aufzustellen.
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In der Regel -wird der erfindungsgemäß ausgebildete Wärmespeicher
zu ebener Erde aufgestellt, und zwar in einer Höhe, je nach der Höhe der in Frage
kommenden beheizten Gebäude und je nach den Geländeverhältnissen, beispielsweise
2o, 30 oder 4o m oder noch mehr, mit einem oben wie bei einem Ausdehnungsgefäß offenstehenden
Wasserspiegel. Die Höhe der Wassersäule im Speicher ist demnach gleich der Druckhöhe
der ganzen Heizanlage, und der Wasserspiegel des Wärmespeichers steigt oder fällt
mit der Erwärmung oder Abkühlung des Heizwassers.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
.dargestellt. Der Warmwasserspeicher besteht aus einem oben offenen Behälter, der
wie beispielsweise ein Gasbehälter im Freien oder in einem zweckentsprechenden Gehäuse
neben der Kesselanlage oder an einem sonst geeigneten Punkt des Verteilungssystems
auf einem Sockel A aufgestellt wird und beim Ausführungsbeispiel mit einem Schutzdach
B sowie einer entsprechenden Isolierung G versehen Ist.
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Das erwärmte Vorlaufwasser -der Heizungsanlage wird zum Verteiler
D und von diesem mittels der Leitungen E zum Speicher, und zwar je nach der Temperatur
des Wassers in die entsprechende Temperaturzone geführt. Das Rücklaufwasser kann
auch mittels Leitung F noch vor der Erwärmung unmittelbar dein Speicher und das
warme Vorlaufwasser mittels Leitung G unmittelbar der Fernleitung zugeführt werden.
Das vom Speicher mit den Leitungen H entnommene Wasser geht über den Zonenverteiler
I zu .den Fernleitungen.
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Um ein Vermengen der verschieden hoch erwärmten Wasserschichten zu
verhindern, z. B. bei einseitiger Abkühlung durch Windanfall oder durch Einwirkung
der Strömung bei der Heizwasserzufuhr oder -abfuhr, sind im Speicher eine oder mehrere
Zonenplatten K beweglich angeordnet, die z. B. an Seilen L über Rollen mit
Gegengewichten 11i1 laufen. Die Zonenplatten -werden mit den Gewichten 111 derartig
ausbalanciert, daß ihre Einstellung in entsprechender Höhe mit der Änderung der
Temperatur bzw. des spezifischen Gewichtes des Wassers selbsttätig erfolgt. Die
Bewegung der Zonenplatten kann aber auch von Hand oder durch motorische Kraft erfolgen.
Die Einstellung der Zonenplatten kann auch durch einen mit Schwimmerschalter gesteuerten
Motor selbsttätig geschehen. Zur Vermeidung von Störungen des Gleichgewichtes der
einzelnen Wasserschichten und des damit verbundenen Temperaturausgleiches wird außerdem
die Zufuhr bzw. die Entnahme des Wassers in jeder Zone an vielen Stellen gleichzeitig,
z. B. mittels gleichmäßig auf den Umfang des Speichers angeordneter Rohre, ausgeführt.