DE961386C - Verfahren zum Betrieb von Fernheizanlagen - Google Patents

Verfahren zum Betrieb von Fernheizanlagen

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DE961386C
DE961386C DEST8385A DEST008385A DE961386C DE 961386 C DE961386 C DE 961386C DE ST8385 A DEST8385 A DE ST8385A DE ST008385 A DEST008385 A DE ST008385A DE 961386 C DE961386 C DE 961386C
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DE
Germany
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heating
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water
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heat exchange
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DEST8385A
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English (en)
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Erich Strempel
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ERICH STREMPEL
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ERICH STREMPEL
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00District heating systems
    • F24D10/003Domestic delivery stations having a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/08Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Description

  • Verfahren zum Betrieb von Fernheizanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb von Fernheizanlagen mit Wasser als Wärmeträger und mit angeschlossenen Heizungs.- und Warmwasserbereitungsanlagen mit gemeinsamem Rücklauf.
  • Heizwassernetze für Fernheizanlagen werden zur Erzielung niedriger Anlagekosten vorzugsweise mit gemeinsamem Rücklauf für die angeschlossenen Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlagen ausgeführt. Das von den Heizungen und Warmwasserbereitungen abfließende Heizwasser hat verschieden hohe Temperaturen: Die Heizungen werden üblicherweise mit einer maximalen Vorlauftemperatur von 90° C bei 70° C Rücklauftemperatur betrieben, die entsprechend der Witterung abwärts gleitend eingestellt werden. Die niedrigste Rücklauftemperatur liegt bei etwa 35 bis 40° C. Die Warmwasserbereitungsanlagen werden meistens mit-konstanter Vorlauftemperatur von etwa 9o° C beaufschlagt, wobei die Rücklauftemperatur etwa 70° C beträgt. Diese Rücklauftemperatur des abfließenden Heizwassers aus dem Warmwasserbereiter ist nur (geringen, aus der Belastung erwachsenden Schwankungen unterworfen. Das bedeutet, daß dem Rücklaufwasser der Heizungsanlagen, das im Heizperiodenmittel eine Temperatur von etwa 40 bis, 45' C aufwei.si, ausi den Warmwasserbereitungsanlragen ständig 'abfließendes Heizwasser mit etwa 70° C beigemischt wird. Das zum Heizwerk rückfließende Heizwasser wird also durch das von den Warmwasserbereitungsanlagen abfließende Heizwasser während des größten Teiles des Jahres erheblich über die Temperatur des Rücklaufwassers der Heizungsanlagen erwärmt. Erfordert der wetterbedingte Wärmebedarf für die Heizung eine unter diesem Mischwert des Rücklaufwassers liegende Vorlauftemperatur, so kann die Heizungsanlage nur noch durch zeitlich unterbrochenen Betrieb geregelt werden. Dieses führt zu Wärmeverlusten und Unannehmlichkeiten in der Betriebsführung.
  • Bei Stadtheizanlagen, die Kraftwerken angegliedert sind, -ist die Wirtschaftlichkeit in entscheidendem Maße davon abhängig, daß an die Stadtheizung Wärme mit möglichst geringer Temperatur abgegeben wird. _ Die günstigsten Verhältnisse sind dann. gegeben, wenn das umlaufende Heizwasser als . Kühlwasser verwandt werden kann, wenn es also in einem Heizungskondensator erwärmt wird, der dann mit einem der Temperatur entsprechenden schlechteren- Vakuum betrieben wird. Ist das Heiznetz z. B. für eine Höchsttemperatur von i io° C ausgelegt, dann fallen bei Dreirohrnetzen theoretisch mehr als go% des Jahreswärmebedarfes mit einer unter 9o° C liegenden Vorlauftemperatur an, also unter der Vorlauftemperatur der Warmwasserbereitung. Im Jahresmittel liegt dabei die Vorlauftemperatur der Heizung bei etwa 6o° C. Bis zur Vorlauftemperatur der Heizung kann jeweils das Heizwasser im Heizungskondensator erwärmt werden. Die weitere Erwärmung des zur Warmwasserbereitung notwendigen Heizwassers auf etwa 9o° C muß in Wärmetauschern erfolgen., die mit Dampf höherer Spannung aus einer Anzapfstufe beheizt werden. Da das aus den. Warmwasserbereitungen mit 70° C abfließende Wasser im gemeinsamen Rücklauf das Rücklaufwasser der Heizungsanlagen aufwärmt, wird diese Erwärmung bisher ebenfalls aus Wärmetauschern mit Anzapfdampf gedeckt. Die Aufgliederung der Wärmeraten ergibt z. B. für Dreirohrnetze mit maximalen Temperaturen für die Heizung von i io/7o° C und für die Warmwasserbereitung von 90/70° C folgendes Bild: Es werden gedeckt aus dem Heizungskondensator etwa 44% des Wärmebedarfes, aus Anzapfstufen etwa 51°/o des Wärmebedarfes, mit Frischdampf etwa 5 0/a des Wärmebedarfes.
  • Die aus dem Heizungskondensator anfallende Wärme hat dabei wegen ihrer geringen Temperatur weniger als die Hälfte des Wertes der aus Anzapfstufen entnommenen Wärme. Der geringe Anteil der aus dem Heizungskondensator anfallenden Wärme am Gesamtwärmebedarf schränkt die Wirtschaftlichkeit solcher Heizwassernetze erheblich ein.
  • Die Erfindung schlägt nun ein Betriebsverfahren vor, das diesen Nachteil ausschaltet, und zwar dadurch, daß zum Betrieb von Fernheizanlagen der eingangs angeführten Gattung die Rücklauftemperatur hinter den Wärmetauschflächen der Warmwasserbereiter auf die Temperatur in den Rücklaufleitungen der Heizungsanlagen abgestimmt wird.
  • Bei dieser Betriebsweise kann nicht nur die volle Wärmemenge der Heizung, sondern noch ein Teil der Wärme für Warmwasserbereitung aus dem Heizungskondensator entnommen werden, denn auch das Heizwasser für die Warmwasserbereitungen wird bis zur Vorlauftemperatur der Heizungen-im Heizungskondensator erwärmt. Nur die weitere Erwärmung von der jeweiligen Heizungsvorlauftemperatur bis auf die im Warmwasserbereitungsvorlauf notwendige Temperatur wird aus Anzapfstufen gedeckt. Dadurch wird erreicht, daß der Wärmebedarf in weitem Maße mit der niedrigsten Dampfspannung befriedigt werden kann. Die Wärmegestehungskosten werden dadurch erheblich gesenkt und den Stadtheizanlagen als Gliedern der Kraftwärmekupplung eine wirtschaftlich bessere Grundlage gegeben.
  • Die Durchführung des Betriebsverfahrens ist denkbar einfach. Durch bekannte selbsttätige Regler, die vor oder hinter der Rohrschlange in die Heizwasserleitung der Warmwasserbereiter eingeschaltet werden, wird die abfließende Wassermenge der Heizschlangen in Abhängigkeit von der Abflußtemperatur geregelt. Diese Regler sind einfach auf die wirtschaftlich günstigste Rücklauftemperatur einzustellen. Die Vorlauftemperatur kann dann so weit erhöht werden, daß die zum Wärmeaustausch in der Heizfläche erforderliche Mitteltemperatur unverändert bleibt. Das Temperaturgefälle des Heizwassers wird dabei erheblich größer. W armwasserbereitungen, die üblicherweise mit einem Temperaturgefälle von 9o auf 70° C betrieben werden, müßten bei Durchführung des Betriebsverfahrens mit Temperaturen von etwa 1i5/45° C gefahren werden. Dieses hohe Temperaturgefälle wirkt sich insofern noch günstig aus, als die umlaufende Heizwassermenge gering wird und zu kleineren Rohrquerschnitten und Einsparung an Pumparbeit führt. Liegt z. B. die Vorlauftemperatur des Heizungsnetzes entsprechend dem Wetter bei 70° C, dann würde aus der Heizung und Warmwasserbereitung das Rücklaufwasser gemeinsam mit 50° C abfließen. Das Heizwasser der Warmwasserbereitung wird von 5o bis 70° C gemeinsam mit dem in der Heizung umlaufenden Wasser im Heizungskondensator erwärmt, und nur die Nacherwärmung von 7o auf iio° C muß aus Anzapfstufen erfolgen, wobei die zweistufige Erwärmung noch zusätzliche Einsparungen ermöglicht. Bei diesem Betriebsfall werden also beispielsweise zwei Fünftel der Warmwasserbereitung und die volle Heizwassermenge mit der niedrigsten verfügbaren Dampfspannung gedeckt. Es ist aber auch möglich, die Vorlauftemperatur der Warmwasserbereitung gegenüber dem Zustand bei Normalausführung, das sind 9o° C, annähernd bestehen zu lassen und den Ausgleich für die Absenkung der Rücklauftemperatur durch Vergrößerung der Wärmetauschflächen zu schaffen. Die Schaltung einer solchen Anlage ist beispielsweise in der Abbildung gezeigt. Ein einer Entnahmekondensationsmaschine an die Entnahmestufe angehängter Heizungskondensator i wird mit dem aus dem Heizungskreislauf zufließenden Wasser gekühlt. Das Wasser fließt durch eine Rücklauf leitung 2 dem Kondensator zu und durch eine Vorlaufleitung 3 zum Straßennetz. Über eine vom Vorlauf abgezweigte Leitung 5 kann das Heizwasser ganz oder teilweise einem Wärmetauscher 4., der mit Anzapfdampf beheizt ist, zugeleitet werden. Das erwärmte Wasser fließt durch eine Leitung 6 zum Heizungsvorlauf und durch eine Leitung 8 zum Warmwasserbereitungsvorlauf. Die Vorlauftemperatur für die Warmwasserbereitung wird dabei vorzugsweise auf die höchste Vorlauftemperatur der Heizung abgestimmt.
  • Durch eine Vorlaufleitung 13 fließt das Heizwasser den Heizungsanlagen und durch die Vorlaufleitung 8 den Wärmetauschflächen 9 des Warmwasserbereiters zu. Im Abflußteil der Heizschlange sitzt ein Regler, io, der bei i i aus der Abflußleitung seinen Temperaturimpuls erhält. Er wird auf die gewünschte Abflußtemperatur eingestellt und läßt das Wasser nur mit dieser gewünschten Temperatur über eine Leitung 12 in den gemeinsamen Rücklauf 2 abfließen. Ein im Vorlauf sitzender Regler 1q. erhält in der üblichen Weise seinen Impuls aus der Temperatur im Warm-4vasserbereiter und begrenzt diese in der gewünschten Höhe.
  • Die Schaltung der Anlage ist einfach und mit bekannten Vorrichtungen durchzuführen. Der Regler io kann selbstverständlich auch im Zulauf zur Wärmetauschfläche sitzen, während der Temperaturimpuls i i aus der Abflußleitung entnommen werden kann.
  • Außerhalb der Heizperiode wird vorteilhaft die Vorlauftemperatur der Warmwasserbereitung niedrig gehalten, um die gesamte Wärme bei abgeschalteter Heizung aus dem »Heizungskondensator« decken zu können. Zu diesem Zweck wird z. B. ein Regler 15 in einer Umführung des Reglers io angeordnet. Der Regler 15 nimmt seinen Impuls aus der Temperatur des zur Wärmetauschfläche fließenden Wassers. Ist er so eingestellt, dä.ß er z. B. bei der normalen Auslegungstemperatur von, 9o° C öffnet, dann bleibt er bei der höheren Temperatur des Winterbetriebes (z.*B. 11o° C) geschlossen, und nur der Regler io regelt den Abfluß mit z. B. 45' C, während bei Absenkung der Vorlauftemperatur im Sommer der Regler io schließt und der Regler 15 öffnet und somit den Abfluß bei der gewünschten Temperaturlage freigibt. Diese Betriebsweise hat außerdem den Vorteil, daß über den Warmwasserbereitungsvorlauf während der Wintermonate Heizungen und sonstige Wärmeverbraucher versorgt werden können, die eine höhere Temperatur benötigen als die allgemeinen Heizungen, ohne daß der Rohrleitungsquerschnitt gegenüber der üblichen Ausführung vergrößert werden muß. Die Heizwassermenge entspricht dabei außerhalb der Heizperiode dem verringerten Temperaturgefälle des Heizwassers.
  • Wird zwecks Absenkung der Abflußtemperatur die Heizfläche vergrößert, dann können. außerhalb der Heizperiode die Temperaturen und damit das Vakuum im Heizungskondensator gesenkt werden. Die Wärme wird dadurch billiger.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Betrieb von. Fernheizanlagen mit Wasser als Wärmeträger und mit angeschlossenen Heizungs- und Warmw'asserbereitungsanlagen mit gemeinsamem Rücklauf, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklauftemperatur hinter den Wärmetauschflächen (9) der Warmwasserbereiter auf die Temperatur in den Rücklaufleitungen (2) der Heizungsanlagen abgestimmt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wärmetauschflächen (9) der Warmwasserbereiter beaufschlagende Heizwassermenge durch selbsttätige Regler (io) in Abhängigkeit von der Rücklauftemperatur dieses Heizwassers geregelt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des die Wärmetauschflächen (9) der Warmwasserbereiter (16) beaufschlagenden Heizwassers so bemessen wird, daß bei gesenkter Rücklauftemperatur dieses Heizwassers die in den Wärmetauschflächen erforderliche mittlere Temperatur eingehalten wird. q..
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (12) des Warmwasserbereiters bei einer bestimmten Temperatur in dessen Vorlaufleitung geöffnet wird (Regler 15).
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgleich für die Absenkung der Rücklauftemperatur oder der Temperatur im Heizwasser der Warmwasserbereiter die Wärmetauschfläche (9) für den Warmwasserbereiter vergrößert wird.
DEST8385A 1954-07-02 1954-07-02 Verfahren zum Betrieb von Fernheizanlagen Expired DE961386C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1149875B (de) * 1959-05-08 1963-06-06 Danfoss Ved Ing Mads Clausen Selbsttaetige Regelvorrichtung fuer unmittelbar an ein Versorgungsnetz angeschlossene Wasser-Sammelheizungsanlagen
DE1579854B1 (de) * 1965-05-20 1970-08-27 Braukmann Armaturen Temperaturregler fuer an einen Primaerheizmittelkreislauf angeschlossene Sammelheizungsanlagen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1149875B (de) * 1959-05-08 1963-06-06 Danfoss Ved Ing Mads Clausen Selbsttaetige Regelvorrichtung fuer unmittelbar an ein Versorgungsnetz angeschlossene Wasser-Sammelheizungsanlagen
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