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Heizungsanlage mit umlaufendem Heißwasser Die Erfindung betrifft eine
Heizungsanlage mit umlaufendem Heißwasser als Wärmeträger. Das Heizungggswasser
wird in einem Mischvorwärmerdurch Dampf eines Dampferzeugers erhitzt. Bei derartigen
Anlagen ändert sich das Volumen des Heizungswassers entsprechend den Änderungen
der Wassertemperatur. Zum Ausgleich der Volumenschwankungen werden vielfach besondere
Ausgleichbehälter verwendet. Diese besonderen Ausgleichbehälter verursachen nicht
nur zusätzliche Kosten, sondern auch betrieblichie Schwierigkeiten, insbesondere
bei Anlagen mit Temperaturen über iooJ, die also unter Überdruck stehen.
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Für Anlagen, in denen das heiße Wasser in mit Kohle beheizten Heißwasserkesseln
erzeugt wird, wurde schon vorgeschlagen, dien Ausgleichraum in den. Heißwasserkessel
zu verlegen. Das hat zur Folge, daß in dem Heißwasserkessel entsprechend den Volumenschwan'kungen
des in der Heizungsanlage vorhandenen Wassers recht erhebliche Schwankungen des
Wasserspiegels eintreten. Der Speiseraum eines solchen Kessels muß daher gegenüber
der normalen Ausführung wesentlich vergrößert werden, und es besteht die Gefahr,
daß bei zu niedrigem Wasserstand ein Teil der Heizfläche nicht mehr mit Wasser bedeckt
ist und daß bei. einer Dampfentnahme aus dem Kessel Wasser mitgerissen: wird.
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Würde man bei Anlagen, in denen das Rücklaufwasser in einem Mischvorwärmer
durch in den Wasserraum dieses Mischvorwärmers eingeblasen Dampf erhitzt wird, Wasserstanässchwankungen
im Mischvorwärmer zulassen, so würde die Höhe des Wasserspiegels über den. Eiinblasedüsen
sich ändern, und bei niedrigem Wasserstand würde Dampf, ohne zu kondensieren, in
den Dampfraum des Mischvorwärmers gelangen.. Infolge der dadurch eintretenden unerwünschten
Druckstelgerung würde der Betrieb des Mischvorwärmers ,gestört werden. Außerdem
macht die Anordnung der Einblasedüsen eine wesentliche Vergrößerung des Vorwärmers
notwendig.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß das"Heizwasser
fein vei:teilt in den Dampfraum des Mischvorwärmers, indem das heiße Wasser erzeugt
wird, eingeführt wird. und daß unterhalb des Vorwärmeraumes ein Raum für den Ausgleich
der Volumenschwankun;gtn des Heizungswassers vorgesehen; ist. Der Wasserspiegel
im Dampferzeuger ist daher unabhängig vom Volumen des Heizwassers.
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Die Einführung von Rüc#-laufwass-x in den Dampfraum eines als Mischvorwärmer
ausgebildeten. und hinter Unterdruck stehendem, Dampfmaschinenkondensators ist an
sich bekannt. Bei dieser Anlage ist jedoch ein besonderes, von dem Mischvorwärnner
getrenntes Ausgleichgefäß vorgesehen, das wegen der obererwähnten Nachteile gerade
vermieden werden soll.
Bei einer Anlage nach der vorliegenden Erfindung
kann der dampfliefernde Kessel mit Heizwasser aus dem Hepxungskreislauf gespeist
werden, und zwar kann das Speisewasser aus dem Vorlauf oder aus dem Rücklauf oder
auch aus beiden Leitungen Pntnomr men werden. Die Entnahme aus dem Rücklauf ist
dann vorzuziehen, wenn dem Dampferzeuger Heizflächen zur besseren. Ausnutzung der
Rauchgäswäme vorschaltet sind, die Entnahme aus dem Vorlauf dagegen. dann, wenn
besonderer Wert darauf gelegt wird, den Dampferzeuger von Temperaturspannungen zu
entlasten, die durch Einspeisen des kälteren. Rücklaufwassexs möglich wären.
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Eine besonders einfache Ausführungsform der Anlage ergibt sich bei
mit einem Verdrängungsspeicher versehenen Anlagen. Der Mischvorwärmer und der Ausgleichraum
können dann im oberen Teil des Speichers angeordnet werden, wobei die Zufuhr des
zu erhitzenden Rücklaufwassers zum Mischvorwärmer in Abhängigkeit vom Wärmegleichgewichtszustand
geregelt wird. Für die Förderung des Wassers über den Mischvorwärmer empfiehlt es
sich, eine besondere Umlaufpumpe unabhängig von. der das Heizwasser durch die Leitungsanlage
fördernden Pumpe vorzusehen; die auch diejenige Wassermenge in die Vorlaufleitung
fördert, die nicht durch den Speicheroder den Mischvorwärmer strömt.
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Da der Verdrängungsspeicher, wenn er gleichzeitig als Ausgleichraum
dient, Veränderungen des Wasserspiegels unterworfen ist, anderseits aber zur Erzielung
der größt. möglicher Speicherkapazität darauf Wert zu legen ist, daß die Heißwasserentnahme
zum Vorlauf stets aus den obersten. Schichten des Speicherinhalts erfolgt, empfiehlt
es sich, die Anordnung so zu treffen, daß der Abfluß aus dem Kondenmtions- und Ausgleichraum
zur Vorlaufleitung über eine schwimmende, in der Höhe veränderliche Mündung oder
über mehrere umschaltbare Stutzen verschiedener Höhenlage erfolgt. Hierbei kann
die Umschaltung der Stutzen. von Hand oder selbsttätig in Abhängigkeit von der sicli
veränderndem Wasserspiegelhöheerfolgen. In der Regel wird der hohe Wasserspiegel
infolge der Volumenzunahme bei hoher Temperatur des gesamten, Heizungswassers, ein
niedrigerer bei geringerer Heizungswassertemperatur sich einstellen., so daß auch
der Betriebszustand und die Betriebstemperaturen. als Maßstab für die Umschaltung
der verschieden hohen Entnahmestellen dienen kömien.
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Geben die den Dampf liefernden Kessel aasnutzbare Wärme in den Rauchgasen
ab, so kann. es sich empfehlen, nicht nur das denn Kessel zuzuführende Speisewasser
durch den Rauchgasvorwärmer zu leiten, sondern die in der Regel weit größeren. Mengen
des vorzuwärmenden Rücklaufwassers vor seiner Zur führung zum Mischvorwärmer. Hierdurch
wird eine #weitgehendere Ausnutzung der Rauchgaswärme ermöglicht. Vorteilhaft dürfte
es sein, die Anordnung so zu treffen, daß in die Druckleitung der das zu erhitzende
Wasser fördernden. Pumpe vor dem Mischvorwärmer ein- Rauchgasvorwärmer eingeschaltet
ist, hinter dem sowohl die zum Kessel führende Speiseleitung als auch die Mischleitung
abgezweigt sind. Hierbei kann zwar der Rauchgasvorwärmer bei druckgesteuerter Regelung
der Wasserzufuhr zum im oberen Teil des Speichers angeordneten Vorwärmer sehr ungleichmäßig
durch das vorzuwärmende Wasser belastet sein, doch wird er stets eine gewisse nicht
unerhebliche Mindestdurchflußmenge an Speisewasser für den Dampfkessel und Rücklaufwasser
für die Heizwasserbeimischung erhalten. Im übrigen würde sich eine Verringerung
des Durchflusses bei gesunkerem Dampfdruck insofern im Sinne des Ausgleichs günstig
auswirken, als die Temperatur des Wassers hinter dem Rauchgasvorwärmer dann steigen
und somit der Dampfkessel mit Wasser höherer Temperatur versorgt werden würde.
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Es sind an sich Heizungsanlagen bekannt, bei denen das Heizungswasser
in einem mit Kohle befeuerten. Heißwassererzeugererhltzt und die Abgase des Heißwassererzeugers
zur Vorwärmung des Rücklaufwassers verwendet werden. Im vorliegenden Fall wird jedoch
das Heizungswasser nicht in einem mit einer Feuerung versehenen Heißwassererzeuger
erwärmt, sondern die Erhitzung erfolgt durch Dampf in einem Mischvorwärmer, wobei
der Dampf aus einem Dampfkessel entnommen wird. Dadurch, daß erfindungsgemäß durch
den Rauchgasvorwärmer des Dampfkessels nicht nur das Speisewasser dieses Kessels,
sondern auch das in dein Mischvorwärmer zu erhitzende Rücklaufwasser aus der Heizungsanlage
hindurchgeführt wird, strömt durch den. Rauchgasvorwärmer eine wesentlich größere
Wassermenge als bei den: bekannten Anlagen, woraus sich die oberierwähnten Vorteile
ergeben.
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Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Schemata von Anlagen nach
der Erfindung, und zwar zeigen Fig. i eine Anlage mit einfachem, als Ausgleichbehälter
dienendem Mischvorwärmer, Fig. 2 eine Anordnung mit im oberen Teil eines Verdrängungsspeichers
befindlicher Vorwärmeanlagt.
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Gemäß Fig. i gibt der Kessel i Dampf an eine Leitung 2 ab, die auch
Dampfverbraucher 3 versorgen kann. Der zur Heizwassererhdtzung bestimmte Dampf gelangt
durch
Leitung 4 zu dem Vorwärmebehälter 5, in den das Heizwasser
über Leitung 6 durch die Verteilungseinrirhtimgen 7 oben eintritt, wodurch unter
Kondensation des bei 4 zugeführten Dampfes das @ Wasser auf Dampftemperatur erhitzt
wird und sich dann im unteren Raum des Behälters 5 lagert. Von dort wird es über
Leitung 8 zur Heißwasserpumpe 9 und der Vorlaufleitung i o entnommen. Nach Abgabe
der Wärme in den beliebigen Wärmeverbrauchern i i gelangt das abgekühlte Wasser
durch den Rücklauf 12 zur Leitung 6 zurück. D.ex Kessel i wird über die Leitung
13 mittels des Schwimmerreglers 14 in dein Maße der Verdampfung gespeist. Das Speisewasser
erhält er entweder über Leitung 15 bei öffnung des Ventils 16 aus der Rücklaufleitung
12 oder über Leitung i7 bei öfnung des Ventils 18 aus der Vorlaufleitung i o. Durch
die Leitung i9 mit dem schwimmergesteuerten Ventil2o wird dem Behälter 5 bei Unterschreitung
eines einstellbaren, niedrigsten Wasserstandes zusätzliches Heizwasser, beispielsweise
aus einem Kondensatbehälter oder einer Wasseraufbereitungsanlage, zugeführt, während
durch die Leitung 21 mit dem schwimmergesteuerten Ventil 22 bei. überschreitung
eines einstellbaren. höchsten Wasserspiegels im Behälter überschüssiges Heizwasser
aus der . Anlage entfernt wird. Beide Leitungen können auch zusammen in ein Vorratsgefäß
einmünden, und es kann ein einziges wasserstandsgesteuertes Ventil. die Aufgabe
der beiden Ventile 20 und 22 übernehmen.
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Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist ein VerdrängungSspCichex 23 vorgesehen.,
in dessen oberoem Teil sich die Wasserverteilungseinrichtung 7 befindet. Die Wasserzufuhr
zu dieser wird durch das Ventil 24 in Abhängigkeit vom Wärmegleicbgegwicht der Anlage
gesteuert, das im Steiggen oder Fallen des Dampfdruckres in. der Leitung 2 zum Ausdruck
kommt. Zur Steuerung können auch andere Impulse, z. B. Temperatur, Leistung, Feuerstärke
u. dgL, Verwendung finden. Zur Förderung des Rücklaufwassers aus der Leitung 12
zur Kondensationseinrichtung 7 dient eine besondere Umlaufpumpe 2 5, die auch das
nu erhitzende Rücklaufwasser durch Leitung 15 über den Rauchgasvorwärmer 26, Leitung
41 und Ventil 40 fördert, wenn Ventil 39 geschlossen und Ventil 40 geöffillet
ist. Auch der Kassel i erhält dann. im Rauchgasvorwärmer 26 vorgewärmtes Rücklaufwasser.
Ist dagegen Ventil 39 geöffnet und Venti14o geschlossen, so wird nur die für den
Kessel bestimmte, wesentlich geringere Speisewassermenge im Rauchgasvorwärmer 26
vorgewärmt, während das Rücklaufwasser unmittelbar über Leitung 6 zur Kondensatiomseinrichtung
7 oder über Leitung 27 in den Vorlauf, und zwar zu der Misch- und Fördereinrichtung
28, gelangt, von der aus ein Heizungsnetz 29 mit geringerer Temperatur gespeist
wird, als im Vorlaufnetz io herrscht. Ein Thermostat 30 dient durch Einwirkung
auf das Regelventil 3 i und gegebenenfalls auch auf ein weiteres Ventil 32 in der
Mischleitung 27 zur Einhaltung der gewünschten verringerten Temperatur, die die
Verbraucher 33 erhalten sollen. Mit 34 sind Verbraucher bezeichnet, bei denen angenommen.
ist, daß sie das Heizwasser nur mit höchster Temperatur benötigen und es daher auch
mit so hoher Temperatur zur Leitung 35 abgeben, äaß das Wasser im Netz 29 und bei
den Verbrauchern 33 nochmals zur Wärmeabgabe ausgenutzt werden kann. Sind Dampfverbrauclrer
3 vorhanden, so wird- durch die gestrichelt gezeichnete Pumpe 36 mit d-em beim niedrigsten
zugelassenen Wasserstand im Speicher sich öffnenden Regelventil 37 indem Maße Wasser
der Anlage zugeführt, wie bei den Verbrauchsstellen 3 entnommen wird. Für die Entnahme
des Heißwassers aus dem Speicher 23 zur Vorlaufleitung 8 sind mehrere Entnahmestutzen
38 vorgesehen, die sich in verschiedener Höhenlage befinden, und zwar der oberste
dicht unterhalb des höchsten Wasserspiegels, der unterste dicht unterhalb des niedrigsten
Wasserspiegels, so daß jeweils auch bei weitem Entladungszustand des Speichers au
der obersten vom Wasser bedeckten, Entnahmestelle dem Vorlauf 8 Heißwasser von höchster
Temperatur zuströmt.
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Die in den beiden Figuren gezeigt. -n verschiedenen Anordnungen der
Dampferzeuger, Vorwärmer, Speicher, Netze, Verbraucher u. dgl. sind miteinander
beliebig vertauschbar, derart, daß die. in der einen Figur gezeigten Einrichtungen
sinngemäß in der anderem Figur Anwendung finden können.