DE9214762U1 - Thermal switch - Google Patents
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Classifications
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- F24D3/00—Hot-water central heating systems
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-
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Description
Beschreibung
Thermische Weiche
Stand der Technik Description
Thermal switch
State of the art
Wärmeerzeuger stark unterschiedlichen Temperaturniveaus werden über Wärmeübertrager zusammengeschaltet. Dies bewirkt je nach zu übertragender Wärmeleistung hohe Kosten für den Wärmeübertrager, gesonderte Umwälzpumpen, Druckhaltesysteme usw. Im Betrieb ergeben sich Temperaturgradienten am Wärmeübertrager und somit auch Wärmeverluste durch die weniger vollständige Nutzung von Wärmequellen.Heat generators with very different temperature levels are connected together via heat exchangers. Depending on the heat output to be transferred, this results in high costs for the heat exchanger, separate circulation pumps, pressure maintenance systems, etc. During operation, temperature gradients occur on the heat exchanger and thus also heat losses due to the less complete use of heat sources.
Ebenfalls bekannt ist die Zusammenschaltung von unterschiedlichen Wärmeerzeugern über Wärmespeicher. Hier entsteht ein erheblicher Aufwand für die Wärmespeicher und die erforderliche Regelungsund Umschalttechnik.The interconnection of different heat generators via heat storage is also known. This involves considerable expenditure for the heat storage and the necessary control and switching technology.
Eine Kombination beider Varianten stellen mit Wärmeübertragern in Form von Spiralen ausgerüstete Wärmespeicher dar.A combination of both variants is represented by heat storage units equipped with heat exchangers in the form of spirals.
Eine andere Variante der Kopplung von Wärmeerzeugern unterschiedlichen Temperaturniveaus besteht darin, daß die Erzeuger niedrigen Niveaus (z. B. Wärmepumpenanlagen, Luftverdichter) als Vorwärmer vor die eigentliche Heizkesselanlage geschaltet werden, die dann die Aufwärmung bis auf das hohe Niveau vornimmt. In diesem Fall sind aufwendige Umschaltventile erforderlich, um auch getrennte Fahrweisen der beiden Erzeuger zu ermöglichen. Die ständige Reihenschaltung würde erhöhte hydraulische und thermische Verluste bedingen.Another variant of coupling heat generators with different temperature levels is that the generators with low levels (e.g. heat pump systems, air compressors) are connected as preheaters in front of the actual boiler system, which then heats up to the high level. In this case, complex switching valves are required to enable the two generators to be operated separately. The constant series connection would result in increased hydraulic and thermal losses.
Wärmeverbraucher unterschiedlichen Temperaturniveaus werden über Mischventile zusammengeschaltet. Die Wärmeerzeugung erfolgt auf dem hohen Niveau. Für den Verbraucher niedriger Vorlauftemperatur wird soviel Rücklaufwasser zum Vorlauf gemischt, bis die erforderliche Vorlauftemperatur erreicht ist. Das erfordert erhöhte Umwälzmengen.Heat consumers with different temperature levels are connected via mixing valves. Heat is generated at the high level. For consumers with low flow temperatures, enough return water is mixed with the flow until the required flow temperature is reached. This requires increased circulation volumes.
Bekannt ist auch die unmittelbare Reihenschaltung von Wärmeverbrauchern unterschiedlichen Temperaturniveaus. Der Rücklauf desThe direct series connection of heat consumers at different temperature levels is also known. The return of the
Wärmeverbrauchers höheren Niveaus dient als Vorlauf für den Verbraucher niedrigen Niveaus. Dies bedingt hydraulische Abhängigkeiten für die jeweiligen Umwälzpumpen und erfordert Parallelleitungen für Vor- und Rücklauf bei unterschiedlichem nicht abstimmbaren Wärmeverbrauchscharakter.The heat consumer at a higher level serves as the flow for the consumer at a lower level. This creates hydraulic dependencies for the respective circulation pumps and requires parallel lines for the flow and return with different, non-adjustable heat consumption characteristics.
Häufig werden in Heizsystemen Wärmeerzeuger und -verbraucher über hydraulische Weichen miteinander verbunden. Damit werden Probleme aus der Reihenschaltung von Pumpen unterschiedlicher Förderleistung umgangen. Die Umwälzmenge für die Erzeuger kann von der Umwälzmenge der Verbraucher abweichen. Eine konstante Kesselumwälzmenge wird garantiert. Bisher wurden aber nur Erzeuger und Verbraucher gleichen Temperaturniveaus hydraulisch entkoppelt.In heating systems, heat generators and consumers are often connected to one another via hydraulic switches. This avoids problems arising from the series connection of pumps with different flow rates. The circulation volume for the generators can differ from the circulation volume of the consumers. A constant boiler circulation volume is guaranteed. However, up to now only generators and consumers with the same temperature level have been hydraulically decoupled.
Gegebenenfalls werden Heizsysteme aufgetrennt. Verbraucher unterschiedlichen Wärmeverbrauchscharakters werden gesondert versorgt, um Probleme ihrer Kopplung zu umgehen. Das erfordert den komplett doppelten Aufwand für zwei getrennte Systeme.If necessary, heating systems are separated. Consumers with different heat consumption characteristics are supplied separately in order to avoid problems with their coupling. This requires completely double the effort for two separate systems.
Der Stand der Technik wurde aus folgender Literatur entnommen:The state of the art was taken from the following literature:
- Recknagel, Sprenger, Hönmann- Recknagel, Sprenger, Hönmann
Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik 1992/93 R. Oldenburg Verlag München Wien
Seite 507, 510, 518, 687, 691Pocket book for heating and air conditioning technology 1992/93 R. Oldenburg Verlag Munich Vienna
Page 507, 510, 518, 687, 691
- Patentschrift DD 265 508 (F 24 D 15/34)- Patent specification DD 265 508 (F 24 D 15/34)
- Patentschrift DD 238 259 (F 24 D 3/02)- Patent specification DD 238 259 (F 24 D 3/02)
- Lichtenberg, Rolf- Lichtenberg, Rolf
Rationelle Drucklufterzeugung und Kompressionswärmenutzung Energieanwendung 37 (1988) 5, Seite 169 - 171Rational compressed air production and compression heat utilization Energy Application 37 (1988) 5, pages 169 - 171
Erfindunginvention
Die genannten Probleme werden mit den Maßnahmen der Ansprüche 1 und 2 gelöst.The above-mentioned problems are solved by the measures of claims 1 and 2.
Bei Benutzung dieser Vorrichtung kann auf andere derzeit gebräuchliche Schaltungsvarianten wie z. B. die hydraulische Trennung - vollständig oder über Wärmeübertrager, die zeitweilige Wärmespeicherung oder die direkte Reihenschaltung von Wärmeerzeugern oder -Verbrauchern verzichtet werden. Regelungstechnik und Umstellarmaturen entfallen. Eine Einsparung von Heizenergie und Antriebsenergie für Umwälzpumpen ist möglich.When using this device, other currently common circuit variants such as hydraulic separation - complete or via heat exchangers, temporary heat storage or direct series connection of heat generators or consumers can be dispensed with. Control technology and changeover valves are no longer required. Savings in heating energy and drive energy for circulation pumps are possible.
Der wirtschaftliche Nutzen besteht in der kompakten Ausführung, der Universalität der Anwendung, dem einfachen Aufbau und damit der preisgünstigen Herstellung sowie der einfachen Montage und Wartung.The economic benefit lies in the compact design, the universality of the application, the simple structure and thus the inexpensive production as well as the simple assembly and maintenance.
Die Vorrichtung arbeitet kontinuierlich und unabhängig von Personal.The device operates continuously and independently of personnel.
Die Ausführung wird in der Figur 1 dargestellt.The design is shown in Figure 1.
Figur 1: Thermische WeicheFigure 1: Thermal switch
Die Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend für eine Heizungsanlage mit Erzeugern sowie Verbrauchern unterschiedlichen Temperaturniveaus beschrieben.The invention is illustrated in the drawing and described below for a heating system with generators and consumers at different temperature levels.
Der Behälter 1 gliedert sich in drei unterschiedliche Temperaturzonen, die aus vier horizontalen Siebböden 2 gebildet werden, die ihrerseits durch einen vertikalen Siebmantel 3 gehalten werden. Der Siebmantel 3 ist im Durchmesser geringer als der Behälter 1, so daß sich zwischen beiden ein Ringspalt bildet, der seinerseits durch die kragenförmig über den Siebmantel 3 bis zur Behälterwand hinausragenden Siebböden 2 horizontal getrennt wird, wobei der kragenförmige Teil der Siebböden 2 mit einem geringeren Lochanteil ausgeführt ist, als der innerhalb des Siebmantels 3 gelegene. The container 1 is divided into three different temperature zones, which are formed from four horizontal sieve bottoms 2, which in turn are held by a vertical sieve shell 3. The sieve shell 3 is smaller in diameter than the container 1, so that an annular gap is formed between the two, which in turn is separated horizontally by the sieve bottoms 2 that protrude in the shape of a collar over the sieve shell 3 to the container wall, where the collar-shaped part of the sieve bottoms 2 is designed with a smaller proportion of holes than that located inside the sieve shell 3.
In der oberen Temperaturzone höchster Temperatur (60...950C) werden die Stutzen 4 und 5 des Vorlaufs vom Erzeuger I und vom Erzeuger II entsprechend horizontal möglichst um 180 ° über den Durchmesser versetzt angeordnet.In the upper temperature zone of highest temperature (60...95 0 C), the nozzles 4 and 5 of the flow from generator I and generator II are arranged horizontally offset by 180 ° across the diameter if possible.
Das Vorlaufwasser des Erzeugers I oder des Erzeugers II trifft beim Eintritt in den Behälter 1 auf den Siebmantel 3. Nur ein Teil tritt direkt durch die Sieböffnungen in das Mantelinnere. Der andere Teil des Vorlaufwassers wird in den Ringspalt umgelenkt und tritt erst dort nach und nach in das Mantelinnere. So werden eine intensive Vermischung des eintretenden Vorlaufwassers mit dem im Behälter befindlichen Inhaltswasser und damit Wärmeverluste vermieden.The flow water from generator I or generator II hits the screen jacket 3 when it enters the tank 1. Only a part enters directly through the screen openings into the interior of the jacket. The other part of the flow water is diverted into the annular gap and only then gradually enters the interior of the jacket. This prevents intensive mixing of the incoming flow water with the water in the tank and thus heat losses.
Der Vorlauf des Verbrauchers A wird über einen Stutzen 6 im oberen Boden des Behälters 1 an die warme Temperaturzone angeschlossen. The flow of consumer A is connected to the warm temperature zone via a nozzle 6 in the upper base of the tank 1.
In der mittleren Temperaturzone (50...700C) werden die Stutzen des Vorlaufs des Erzeugers II a - 7 - wenn diese nur 50...70 0C erreicht, des Vorlaufes des Verbrauchers B - 8, des Rücklaufes des Verbrauchers A - 9 und des Erzeugers I - 10, ebenfalls gleichmäßig verteilt über den Behälterdurchmesser angeschlossen. Der Rücklauf des Verbrauchers A wird so zum Vorlauf des Verbrauchers B - hydraulisch entkoppelt über die thermische Weiche. Die Wärme des Erzeugers II a wird, auch wenn ihre Temperatur nicht zur Versorgung des Verbrauchers A genügt, zumindest für den Verbraucher B nutzbar.In the middle temperature zone (50...70 0 C), the nozzles of the flow of generator II a - 7 - if this only reaches 50...70 0 C, the flow of consumer B - 8, the return of consumer A - 9 and generator I - 10 are also connected, evenly distributed over the tank diameter. The return of consumer A thus becomes the flow of consumer B - hydraulically decoupled via the thermal switch. The heat from generator II a is at least usable for consumer B, even if its temperature is not sufficient to supply consumer A.
In der unteren Zone niedrigster Temperatur (35...50 0C) werden die Stutzen des Rücklaufes des Verbrauchers B-Il, des Erzeugers I a, z. B. Brennwertteil eines Kessels 12, und des Erzeugers II sowie II a -13 angeschlossen, letzterer am Boden des Behälters 1.In the lower zone of lowest temperature (35...50 0 C) the return pipes of the consumer B-II, of the generator I a, e.g. condensing part of a boiler 12, and of the generator II and II a -13 are connected, the latter at the bottom of the tank 1.
Als Sollwertgeber für die Vorlauftemperatur des Erzeugers I wird der Temperaturmeßstutzen 14 in der oberen Temperaturzone genutzt. Gibt es im Betrieb zwischen den zu- und abfließenden WassermengenThe temperature measuring nozzle 14 in the upper temperature zone is used as the setpoint value for the flow temperature of generator I. If there is a difference between the incoming and outgoing water quantities during operation,
innerhalb einer Temperaturzone keine ausgeglichene Bilanz, so kommt es zwischen den Temperaturzonen durch die Siebböden hindurch zusätzlich zu einem hydraulischen Ausgleich.If there is no balanced balance within a temperature zone, there will be an additional hydraulic balance between the temperature zones through the sieve bottoms.
Im Interesse einer weiteren Beruhigung der Strömungen im Behälterinneren besteht die Möglichkeit, weitere Siebböden in jeder Temperaturzone sowie weitere Siebmäntel kleineren Durchmessers vorzusehen.In order to further calm the flow inside the tank, it is possible to provide additional sieve bottoms in each temperature zone as well as additional sieve shells of smaller diameter.
1 - Behälter1 - Container
2 - Siebboden2 - Sieve bottom
3 - Siebmantel3 - Screen jacket
4 - Vorlaufstutzen Erzeuger I4 - Flow connection generator I
5 - Vorlaufstutzen Erzeuger II5 - Flow connection generator II
6 - Vorlaufstutzen Verbraucher A6 - Flow connection consumer A
7 - Vorlaufstutzen Erzeuger II a7 - Flow connection generator II a
8 - Vorlaufstutzen Verbraucher B8 - Flow connection consumer B
9 - Rücklaufstutzen Verbraucher A9 - Return pipe consumer A
10 - Rücklaufstutzen Erzeuger I10 - Return pipe generator I
11 - Rücklaufstutzen Verbraucher B11 - Return pipe consumer B
12 - Rücklaufstutzen Erzeuger I a12 - Return pipe generator I a
13 - Rücklaufstutzen Erzeuger II und II a13 - Return pipe generator II and II a
14 - Temperaturmeßstutzen14 - Temperature measuring nozzle
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9214762U DE9214762U1 (en) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Thermal switch |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9214762U1 true DE9214762U1 (en) | 1992-12-24 |
Family
ID=6885477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9214762U Expired - Lifetime DE9214762U1 (en) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Thermal switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9214762U1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2737282A1 (en) * | 1995-07-26 | 1997-01-31 | Financ & Comm Chablais | Homogenisation bottle for heating plant having warm water circulating and heating surface - is inserted between boiler and water circuit, having several hydraulic couplings situated on top, bottom and lateral walls, including area for setting and decanting of sludge |
BE1010020A3 (en) * | 1996-02-28 | 1997-11-04 | Nestor Martin Sa | Collector hydraulic cascade heating equipment heat transfer fluid. |
GR1002843B (en) * | 1997-04-24 | 1998-01-22 | . | Collector for hydraulic separation |
AT411190B (en) * | 2001-10-02 | 2003-10-27 | Zortea Rembert | HEATING AND / OR COOLING SYSTEM WITH AT LEAST ONE HEATING SOURCE |
-
1992
- 1992-10-30 DE DE9214762U patent/DE9214762U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2737282A1 (en) * | 1995-07-26 | 1997-01-31 | Financ & Comm Chablais | Homogenisation bottle for heating plant having warm water circulating and heating surface - is inserted between boiler and water circuit, having several hydraulic couplings situated on top, bottom and lateral walls, including area for setting and decanting of sludge |
BE1010020A3 (en) * | 1996-02-28 | 1997-11-04 | Nestor Martin Sa | Collector hydraulic cascade heating equipment heat transfer fluid. |
GR1002843B (en) * | 1997-04-24 | 1998-01-22 | . | Collector for hydraulic separation |
AT411190B (en) * | 2001-10-02 | 2003-10-27 | Zortea Rembert | HEATING AND / OR COOLING SYSTEM WITH AT LEAST ONE HEATING SOURCE |
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