DE19910829B4 - Mehrkreiswärmetauscher - Google Patents

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Abstract

Wärmeübergabestation (1), insbesondere zur Wärmeübergabe von Dampf oder Heißwasser auf Wasser,
mit einem Wärmetauscher (2), der einen primären Vorlaufanschluss (01) und einen primären Rücklaufanschluss (02) aufweist, die an ein Wärmeträgernetz angeschlossen sind, und der einen ersten Wärmetauscherteil (11) und einen zweiten Wärmetauscherteil (12) aufweist, die sekundärseitig voneinander getrennt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Wärmetauscherteil (11) aus einem anderen Material besteht als der zweite Wärmetauscherteil (12) und dass die Wärmetauscherteile (11) und (12) an unterschiedliche Wärmeverbraucher (3, 7) angeschlossen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wärmeübergabestation mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
  • Zur Übergabe von Wärme zwischen Wärmeträgermedien, bspw. zur Wärmeübergabe zwischen Dampf und Wasser oder Heißwasser und Wasser in fernwärmebetriebenen Heizungssystemen oder in lokalen Wärmeverteilungsnetzen, wie Werkswärmesystemen, dienen häufig Wärmeübergabestationen, die einen Wärmetauscher enthalten, der einen vorhandenen primären und einen sekundären Medienkreislauf voneinander trannt, sie thermisch jedoch verbindet. Hier durchspülen die Medien vorhandene Kanäle mit der entsprechenden Temperatur. Dadurch kann es zum korrosiven Angriff kommen. Insbesondere Löt- und Schweißstellen sind gefährdet. Außerdem kann es bei entsprechender Werkstoff/Medienpaarung dazu kommen, dass sich Material des Wärmetauschers in dem Medium löst. Beiden Aspekten kommt je nach Anwendungsfall mehr oder weniger Bedeutung zu.
  • Aus der DE 4442222 C2 ist eine Wärmeübergabestation mit einem Wärmetauscher bekannt, der aus Modulen oder Modulbaugruppen zusammengesetzt ist. Diese sind sowohl primärseitig als auch sekundärseitig parallel zueinander angeschlossen. Der primärseitige Vorlaufstrom verzweigt sich auf alle Module und Modulbaugruppen und die primärseitigen Ausgänge der Module oder Modulbaugruppen werden an einer gemeinsamen Rücklaufleitung zusammengefasst. Auch die sekundärseitigen Vorläufe und Rückläufe der jeweiligen Module und Modulbaugruppen sind zueinander parallel geschaltet oder angeschlossen. Der Wärmetauscher ist somit aus einer größeren Zahl Einzelmodulen zusammengesetzt. Diese bestehen aus Kupfer, um einen guten Wärmeübergang sicherzustellen. In dem an den Wärmetauscher angeschlossenen Sekundärkreis verzweigt die Vorlaufleitung auf mehrere Wärmeabnehmer, bspw. mehrere Warmwasserheizungen und einen Warmwasserbereiter. Hier wird die Wärme zum zweiten Mal auf ein weiteres Medium, nämlich Trinkwasser, übertragen. Der Wärmetauscher hingegen kann nur dazu dienen, die Fernwärme auf den Sekundärkreislauf zu übertragen.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Wärmetauscher zu schaffen, der vielseitiger und flexibler einsetzbar ist.
  • Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher gelöst, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
  • Der erfindungsgemäße Wärmetauscher weist wenigstens zwei Wärmetauscherteile auf, die sekundärseitig voneinander getrennt sind. Primärseitig sind sie jedoch nicht getrennt, d.h. ausgehend von einem Wärmetauscher können wenigstens zwei Wärmeabnehmerkreise oder Wärmeverbraucher mit Wärme versorgt werden, wobei die Wärmeabnahme an einem Wärmetauscherteil die Wärmeabnahme an dem anderen Wärmetauscherteil nicht beeinflusst. Der Wärmetauscher kann dabei eine unterschiedliche Regulierung seiner beiden Wärmetauscherteile gestatten, in dem diese bspw. mit jeweils gesonderten Regelventilen verbunden sind.
  • Vorzugsweise sind die beiden Wärmetauscherteile des Wärmetauschers aus unterschiedlichen Materialien hergestellt. Bspw. kann ein Wärmetauscherteil aus Kupfer und ein anderer aus Edelstahl gefertigt sein. In dieser Bimetallausführung gestattet der Wärmetauscher den Betrieb eines Wärmeabnehmerkreises, der an den Wärmetauscherteil aus Kupfer angeschlossen ist, mit einer sehr guten Wärmeübertragung zwischen Primärmedium und Sekundärmedium. Der aus Edelstahl gefertigte Teil des Wärmetauschers kann hingegen bspw. unmittelbar oder mittelbar über einen weiteren Wärmetauscher zur Trinkwassererwärmung verwendet werden. Ein gesonderter Boiler oder anderweitiger Warmwasserbereiter kann in Sonderfällen entfallen. Somit sind Heizkreise und Brauchwasserkreise parallel zueinander an das Fernwärmenetz anschließbar. Zur Verknüpfung mit dem Fernwärmenetz dient ein einziger Wärmetauscher der aus entsprechenden Wärmetauscherteilen oder -einheiten zusammengesetzt ist. Der Wärmetauscher ermöglicht somit die Trinkwassererwärmung ohne Gefahr für die Wasserqualität.
  • Vorzugsweise sind die Wärmetauscherteil jeweils aus ein oder mehreren Wärmetauschermodulen zusammengesetzt, wobei die Wärmetauschermodule aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein können. Hier sind jeweils aus ein und demselben Material bestehende Wärmetauschermodule zu einem Wärmetauscherteil oder einer Wärmetauschereinheit zusammengefasst, wobei die Wärmetauscherteile sekundärseitig unverbunden sind. Dies bedeutet, dass ein Medium, das einen Wärmetauscherteil sekundärseitig durchflossen hat, auf keinem Wege auf die Sekundärseite des anderen Wärmetauscherteils oder der anderen Wärmetauschereinheit gelangen kann. Der Wärmetauscher hat somit vier Sekundäranschlüsse, zu denen zwei Vorlaufanschlüsse und zwei Rücklaufanschlüsse gehören sowie wenigstens zwei Primäranschlüsse, zu denen ein Vorlauf- und ein Rücklaufanschluss gehören. Bedarfsweise können auch zwei primäre Vor- oder Rücklaufanschlüsse vorgesehen werden, um die Wärmetauscherteile gesondert regeln zu können.
  • Die Wärmetauschermodule sind vorzugsweise an Verteilerleitungen angeschlossen, die wiederum aus einem spezifischen Material gefertigt sein können. Hierdurch sind jedoch Materialschnittstellen definiert, die ein einfaches Recycling ermöglichen. Zum sortenreinen Materialrecycling müssen lediglich die einzelnen Wärmetauschermodule von den Verteilungsleitungen abgetrennt und entsprechend sortiert werden. Ein weiterer Aufschluss der Wärmetauschermodule ist nicht erforderlich, wenn diese jeweils aus einem einzigen Material hergestellt sind. Dies ist außerdem für die Wasserqualität vorteilhaft, wenn Brauchwasser erwärmt werden soll. Es wird so vermieden, dass auf der Brauchwasserseite Lokalelemente entstehen, die dazu führen können, dass Metalle in Lösung gehen. Außerdem wird der korrosive Angriff minimiert, was der Haltbarkeit und Lebensdauer der Wärmetauschermodule und somit des gesamten Wärmetauschers bzw. der Wärmeübergabestation zugute kommt.
  • Die Wärmetauschermodule sind vorzugsweise mit den primären und sekundären Vorlauf- und Rücklaufverteilerleitungen verschraubt. Dadurch wird die Wartung, bspw. durch Austausch einzelner Wärmetauschermodule, besonders einfach. Außerdem können Anlagenkonfigurationen oder Auslegungen nachträglich in relativ weiten Grenzen geändert werden, indem einzelnen Wärmetauschermodule hinzugefügt oder weggenommen werden. Außerdem können Module, Teile oder auch der gesamte Wärmetauscher komplett vorgefertigt sein.
  • Der Wärmetauscher untersteht vorzugsweise der Regelung einer Regeleinrichtung, die die Wärmeabgabe an beide oder mehrere vorhandene Sekundärkreise gesondert überwacht und die einzelnen Wärmetauscherteile entsprechend reguliert. Vorteilhafterweise ist somit an jeden Wärmetauscherteil wenigstens ein Temperatursensor angeschlossen. Es können jedoch auch Sensoren an jedem einzelnen Modul angeordnet werden. Die Module können einzeln oder gruppenweise gesteuert werden.
  • Die Wärmetauschermodule können Rohrbündelwärmetauscher oder Plattenwärmetauschermodule sein. In beiden Fällen ist jedoch eine Monometallausführung zweckmäßig. Bedarfsweise können alle Wärmetauschermodule identische Anschlussmaße aufweisen, so dass die Montage nach industrieller Vorfertigung der Module besonders einfach ist. Der Wärmetauscher kann auch insgesamt industriell vorgefertigt sein.
  • Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und/oder der Beschreibung sowie aus Unteransprüchen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
  • 1 Eine Wärmeübergabestation in schematischer ausschnittsweiser Darstellung,
  • 2 die Wärmeübergabestation nach 1, mit angeschlossenen Wärmeverbrauchern, in Prinzipdarstellung,
  • 3 eine weitere Wärmeübergabestation in ausschnittsweiser, perspektivischer und vereinfachter Darstellung,
  • 4 eine Wärmeübergabestation mit einem Warmwasserspeicher, in Prinzipdarstellung,
  • 5 einen Wärmetauscher mit einem Restwärmeverwertungsteil als Baugruppe, in Prinzipdarstellung,
  • 6 den Wärmetauscher nach 5, mit Darstellung seiner einzelnen Wärmetauscherteile,
  • 7 einen Wärmetauscher mit doppelter Restwärmenutzung als Baugruppe, in Prinzipdarstellung,
  • 8 den Wärmetauscher nach 7, mit Darstellung seiner einzelnen Wärmetauscherteiler,
  • 9 eine weitere Ausführungsform eines Wärmetauschers mit doppelter Restwärmenutzung als Baugruppe, in Prinzipdarstellung, und
  • 10 den Wärmetauscher nach 9, mit Darstellung seiner Wärmetauscherteile.
  • In 1 ist eine Wärmeübergabestation 1 veranschaulicht, zu der ein Wärmetauscher 2 gehört. Die Wärmeübergabestation 1 dient dazu, Wärme aus einem nicht weiter veranschaulichten Fernwärmenetz an ein oder mehrere Heizkreise 3, 4, 5, 6 zu übertragen (2). Außerdem dient sie dazu, ein Brauchwassernetz 7 mit erwärmtem Brauchwasser zu versorgen.
  • Der Wärmetauscher 2 weist einen ersten Wärmetauscherteil 11 und einen zweiten Wärmetauscherteil 12 auf, die einen gemeinsamen Vorlaufanschluss 01 zum Anschluss an das primärseitige Fernwärmenetz aufweisen. Der Wärmetauscher 2 weist außerdem einen primären Rücklaufanschluss 02 auf, der an die Rücklaufleitung des Fernwärmenetzes angeschlossen ist. Der Wärmetauscherteil 11 weist sekundär einen eigenen Vorlaufanschluss 04a und einen eigenen Rücklaufanschluss 03a auf. Entsprechend ist der Wärmetauscherteil 12 sekundär mit einem eigenen Vorlaufanschluss 04 und einem eigenen Rücklaufanschluss 03 versehen. Beide Wärmetauschereinheiten 11, 12 sind sekundärseitig voneinander vollständig isoliert. Der Vorlaufanschluss 04a weist keine Strömungsverbindung zu dem Vorlaufanschluss 04b und dem Rücklaufanschluss 03b auf. Gleiches gilt für den Rücklaufanschluss 03a. Der Wärmetauscherteil 11 ist aus Kupfer gefertigt und dient der Wärmeversorgung der Heizkreise 3, 4, 5, 6 zur Beheizung von Heizkörpern 14 (2). Dabei wird die Durchströmung der Heizkreise 3, 4, 5, 6 mittels einer Pumpe 15 aufrecht erhalten. Weitere zum Betrieb der Heizkreise 3, 4, 5, 6 erforderliche oder vorteilhafte Armaturen, wie bspw. Strahlpumpen, Ventile oder sonstige Armaturen, sind nicht veranschaulicht.
  • Der aus Edelstahl bestehende Wärmetauscherteil 12 dient hingegen der Brauchwassererwärmung. Sein Rücklaufanschluss 03b ist an einer Heizschlange 15a eines Boilers 15 angeschlossen, der zu einem Trinkwassernetz gehört. Die Vorlaufleitung 04b führt über eine Pumpe 15b zu dem Boiler 15. Dieser ist über eine Speiseleitung 16 an ein Trinkwassernetz angeschlossen. Außerdem speist er das Brauchwassernetz 7. Sind alle Zapfstellen geschlossen, erfährt der Boiler 15 keine Wärmabnahme. Eine zwischen dem Verlaufschluss 04b und dem Rücklaufanschluss 03b vorgesehene Pumpe 72 dient bedarfsweise noch zur Aufrechterhaltung eines Kreislaufs. Wie ersichtlich, sind beide Wärmetauscherteile 11, 12 insoweit voneinander thermisch unabhängig und hinsichtlich der Sekundärmedien getrennt.
  • Zur Regelung oder Steuerung der Wärmeübergabestation 1 und insbesondere des Wärmetauschers 2 (1) sind an die Vorlaufanschlüsse 04a, 04b oder die Wärmetauscherteile 11, 12 Temperatursensoren 21, 22 angeschlossen, deren Ausgangssignale über Leitungen 23, 24 zu einer Regeleinrichtung 25 geführt sind. Der Regeleinrichtung 25 unterstehen Regelventile 26, 27, die vorzugweise zwischen den Rücklauf 02 der Primärseite und einen jeweiligen von dem Vorlaufanschluss 01 durch den Wärmetauscherteil 11 oder 12 führenden Kanal 29, 30 geschaltet sind. Die Regelventile 26, 27 sind vorzugsweise motorbetätigt, wobei ihre Stellmotoren über entsprechende Leitungen 31, 32 an die Regeleinrichtung 25 angeschlossen sind.
  • Der konstruktive Aufbau des Wärmetauschers 2 ist aus 3 schematisch ersichtlich. Die Wärmetauscherteile 11, 12 des Wärmetauschers 2 sind selbst wiederum aus Modulen aufgebaut. Der Wärmetauscherteil 11 weist zwei Wärme tauschermodule 41, 42 auf, die vollständig aus Kupfer bestehen. Der Wärmetauscherteil 12 ist hingegen aus drei Wärmetauschermodulen 43, 44, 45 aufgebaut, die vollständig aus Edelstahl bestehen. Ansonsten sind die Wärmetauschermodule 41 bis 45 untereinander baugleich. Insbesondere weisen sie gleiche Anschlussmaße auf. Die Wärmetauschermodule 41 bis 45 sind jeweils insgesamt mit vier Anschlüssen versehen: einem primären Modulvorlaufanschluss M-01, einem Modulrücklaufanschluss M-02, einen sekundären Modulrücklaufanschluss M-03 und einen sekundären Modulvorlaufanschluss M-04 auf. Alle Anschlüsse jedes Moduls 41 bis 45 sind dabei vorzugsweise vertikal in einer Linie übereinander angeordnet. Vorzugsweise sind die entsprechenden Anschlüsse etwa horizontal ausgerichtet und mit Verschraubungen oder sonstigen Verbindungsmitteln versehen.
  • Zur primärseitigen Speisung der Wärmetauschermodule 41 bis 45 dient eine Vorlaufverteilereinrichtung 51, die durch ein relativ weites, im Wesentlichen horizontal angeordnetes Rohr gebildet wird. Dieses ist an einer Seite mit einer Reihe von jeweils seitlich abzweigenden Anschlüssen 52 versehen. Diese können, wenn Heißwasser als Wärmeträgermedium verwendet wird, seitlich abzweigen. Bei Dampfsystemen wird aus Entwässerungsgründen ein Abzweig an der Unterseite der Vorlaufverteilereinrichtung 51 bevorzugt. Während die Vorlaufverteilereinrichtung 51 an einer Seite geschlossen ist, ist sie an ihrer anderen Seite über einen Flansch mit einer Sicherheitsventilanordnung 53 verbunden. Diese sperrt den Dampfzustrom oder den Zustrom eines sonstigen Wärmeträgers in Gefahren- oder Havariefalle. Bedarfsweise kann das Sicherheitsventil 53 auch zur Regulierung der Arbeit des Wärmetauschers 2 herangezogen werden, bspw. um bei Schwachlast den Druck abzusetzen.
  • Die primären Modulrücklaufanschlüsse M-02 sind für jeden Wärmetauscherteil 11, 12 gesondert zusammengefasst. Dazu dienen Rücklaufsammlereinrichtungen 54, 55, die jeweils durch ein vorzugsweise horizontal angeordnetes Rohr mit größerem Durchmesser gebildet sind. Jede Rücklaufsammlereinrichtung 54, 55 weist seitliche Abzweige 56 auf, an die die primären Modulrücklaufanschlüsse M-02 der Wärmetauschermodule 41 bis 45 angeschlossen sind. Anstelle der einzelnen Rücklaufsammlereinrichtungen 54, 55 kann auch ein durchgehendes Rohr Anwendung finden, das zwischen den beiden Wärmetauscherteilen 11, 12 durch ein Schott, d.h. eine Trennwand in einzelne Kammern unterteilt ist. Der Vorteil liegt dann in der linken Anpassbarkeit der Rücklaufverteilereinrichtung durch entsprechendes Einsetzen der Trennwand.
  • Jede Rücklaufsammlereinrichtung 54, 55 weist ein entsprechendes Anschlussmittel, bspw. einen Flansch auf, an den die Regelventile 26, 27 angeschlossen sind. Außerdem ist in der Nähe eines zu dem Regelventil 26, 27 führenden Abzweigs ein Einbauplatz 57, 58 für einen Sensor vorgesehen.
  • Sekundärseitig sind die Wärmetauschermodule 41, 42 des Wärmetauscherteils 11 mit ihren Vorlaufanschlüssen M-04 an einen Vorlaufsammler 61 angeschlossen. Dieser ist als waagerechtes Rohr größeren Durchmessers ausgebildet und weist seitliche Anschlüsse auf. Er ist parallel zu der Vorlaufverteilereinrichtung 51 angeordnet und einseitig geschlossen. An seinem offenen Ende mündet er in eine Messkammer 62, an der Einschraubpositionen 63 für Sensoren vorgesehen sind. Die Messkammer 62 ist eine Durchgangskammer und mit einem Anschluss 64 für die in 2 sche matisch veranschaulichten Heizkreise 3, 4, 5, 6 versehen.
  • Für den Rücklauf ist ein Rücklaufverteiler 65 vorgesehen, der als Rohr mit relativ großem Durchmesser parallel zu der Rücklaufsammlereinrichtung 55 angeordnet und mit seitlichen Anschlüssen versehen ist. Der Rücklaufverteiler 65 ist mit eine Einbauplatz 65a für einen Sensor versehen. Außerdem kann in seinem Innenraum eine Rohrschlange untergebracht sein, deren Anschlüsse 65b, 65c herausgeführt sind und als Anschlüsse für einen weiteren Kreislauf dienen. Über diesen kann ein Restwärme enthaltendes Medium, bspw. bei dem Anschluss 65b zu- und bei dem Anschluss 65c abgeführt werden, so dass der sekundäre Rücklauf erwärmt wird, bevor er in die Wärmetauschermodule 41, 42 gelangt. Auf diese Weise lässt sich Prozess-Restwärme verwerten.
  • Die Wärmetauschermodule 43 bis 45 des Wärmetauscherteils 12 sind ebenfalls mit einem Vorlaufsammler 66 verbunden, der keine Strömungsverbindung zu dem Vorlaufsammler 61 aufweist. Er ist in gerader Verlängerung zu dem Vorlaufsammler 61 angeordnet und kann mit diesem über einen Steg 67 mechanisch verbunden sein, der zur mechanischen Verbindung dient, aber keine Strömungsverbindung liefert. Gleiches gilt für einen Rücklaufverteiler 68, der wie der Rücklaufverteiler 65 ausgebildet und mit seinen entsprechenden Wärmetauschermodulen 43 bis 45 verbunden ist. Die Rücklaufverteiler 65, 68 können untereinander mechanisch durch einen Steg 69 verbunden sein, um die gewünschte mechanische Stabilität herbeizuführen. Alternativ kann ein durchgehendes Rohr mit Trennwand Anwendung finden.
  • Die vorlaufseitige Messkammer kann, wie in 3 links darstellt ist, auch durch eine gerade Verlängerung des Vorlaufsammlers 66 ausgebildet sein. Dieser weist dazu mehrere Einbauplätze 66a für Sensoren auf. Gleiches gilt für den Rücklaufverteiler 68, der an seinem Einströmende mehrere Einbauplätze 68a für Sensoren aufweist. Außerdem kann der Rücklaufverteiler 68, wie der Rücklaufverteiler 65 mit einer Rohrschlange versehen sein, deren Enden 68b, 68c als Anschlüsse herausgeführt sind und der Zu- bzw. Abführung von Restwärme enthaltendem Medium dienen.
  • Die Rücklaufsammlereinrichtungen 54, 55 können dann das weiter ausgekühlte, von den Anschlüssen 68c bzw. 65c abgegebene, Medium aufnehmen. Dazu dienen einseitig offene, in den Rücklaufsammlerneinrichtungen 54, 55 mündende Rohrschlangen, deren jeweiliger Eingang 54a, 55a nach außen geführt ist.
  • Der gesamte Wärmetauscher 1 kann ganz oder teilweise mit einer Wärmeisolierung versehen sein. Diese ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in 3 weggelassen.
  • Die insoweit beschriebene Wärmeübergabestation 1 arbeitet wie folgt:
    Die in 2 veranschaulichte Wärmeübergabestation 1 wird an dem Vorlaufanschluss 01 mit Dampf oder einem anderweitigen Wärmeträger versorgt. Dieser teilt sich auf die beiden Wärmetauscherteile 11, 12 auf. Sind die Regelventile 26, 27 geschlossen, füllen sich die Wärmetauscherteile 11, 12 über kurz oder lang mit Kondensat, bis sie ganz geflutet sind. Die Größe der Heizflächen geht damit gegen Null und es findet keine Wärmeübertragung mehr auf die Sekundärkreise statt.
  • Tritt nun in einen oder mehreren Wärmeabnehmerkreisen 3, 4, 5, 6 Wärmebedarf auf und ist oder wird die Pumpe 15 bspw. durch ein entsprechendes Signal der Regeleinrichtung 25 eingeschaltet, ist der Sekundärkreis, an den der Wärmetauscherteil 11 angeschlossen ist, wärmeaufnahmefähig. Die Regeleinrichtung 25 öffnet nun das Regelventil 26, um Kondensat aus dem Wärmetauscherteil 11 auszulassen. Nachströmender Dampf kondensiert nun unter Wärmeabgabe an den Sekundärkreis in dem Wärmetauscherteil 11. Die Regeleinrichtung 25 hält den Kondensatausfluss durch entsprechende Nachführung des Regelventils 26 dabei auf einem solchen Wert, dass über den nachströmenden Dampf gerade die gewünschte Wärmemenge in den Sekundärkreis übertragen wird. Dies kann bspw. durch Temperaturregelung erfolgen. Die Heizung ist somit aktiv.
  • Wird nun eine vorgegebene Brauchwassertemperatur gewünscht, öffnet die Regeleinrichtung 25 das Regulierventil 27, um auch aus dem Wärmetauscherteil 12 Kondensat auszulassen. Der nachströmende Dampf erhitzt das in dem Wärmetauscherteil 12 vorhandene Wasser. Dieses wird in einem Kreislauf geführt.
  • Ist ein größerer Brauchwasservorrat erwünscht, eine doppelte Systemtrennung jedoch nicht erforderlich, kann an dem Wärmetauscherteil 12 ein Brauchwasserspeicher 71 angeschlossen sein, wie 4 veranschaulicht. Von dessen Ausgang kann eine Umwälzpumpe 72 an den Vorlaufanschluss 03b angeschlossen sein. Reicht die Wärmeübertragungsleistung der Wärmeübertragermodule 43, 44, 45 zur Erzeugung des maximal erforderlichen Warmwasserstroms aus, kann auf einen Warmwasserspeicher 71 evtl. verzichtet werden.
  • Die Regeleinrichtung 25 stellt in jedem Betriebszustand sicher, dass an den Ausgängen der Wärmetauschereinrichtungen 43 bis 45 die gewünschte Temperatur vorhanden ist. In der Ausführungsform mit Warmwasserspeicher 71 wird dadurch der Warmwasserspeicher 71 auf die gewünschte Temperatur gebracht. Ist kein Warmwasserspeicher vorhanden, wirkt der Wärmetauscherteil 12 als Durchlauferhitzer. Beide Betriebsarten sind in Abhängigkeit von der im Einzelnen getroffenen Dimensionierung möglich.
  • Durch die Trennung des Wärmetauschers 2 in zwei Wärmetauscherteile 11, 12, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, kann der dem Heizkreis zugeordnete Wärmetauscher 11 hinsichtlich seiner Wärmeübertragung optimiert und aus Kupfer gefertigt werden, während der dem Brauchwasserkreis 7 zugeordnete Wärmetauscherteil 12 nach hygienischen Gesichtspunkten optimiert und bspw. aus Edelstahl gefertigt sein kann. Dadurch ist ein Wärmetauscher 2 mit chemisch und physikalisch getrennten Sekundärkreisen geschaffen.
  • 5 veranschaulicht ein Prinzipbild des Wärmetauschers 2 mit seinen beiden Wärmetauscherteilen 11, 12 und einem zusätzlichen Wärmetauscherteil 12''. Sein Vorlaufanschluss 04c und sein Rücklaufanschluss 03c sind separat nach außen geführt und dienen zur Aufnahme bzw. Abgabe eines auszukühlenden Wärmeträgermediums, bspw. bei industriellen Prozessen anfallenden Kondensats. Der Wärmetauscherteil 12'' liegt sekundärseitig im Rücklauf 03b des Wärmetauscherteils 12.
  • Die innere Struktur des Wärmetauschers 2 ergibt sich aus 6. Wie ersichtlich, ist der Wärmetauscherteil 12' sekundärseitig mit dem Rücklauf des Wärmetauscherteils 12 in Reihe geschaltet. Der Wärmetauscherteil 12' wird durch eine Rohrschlange gebildet, die bspw. in dem Rücklaufverteiler 68 angeordnet ist.
  • Wie 7 veranschaulicht, kann der Wärmetauscher 2 bedarfsweise auch zwei zusätzliche Wärmetauscherteile 11', 12' aufweisen, wobei im Vergleich zu dem Wärmetauscher 2 nach 5 zusätzlich noch der Wärmetauscherteil 11' vorgesehen ist, der dem Wärmetauscherteil 11 zugeordnet und, wie 8 zeigt, sekundärseitig in dessen Rücklauf angeordnet ist. Während bei der Ausführungsform nach den 7 und 8 der Primärkreis der beiden primärseitig parallel zueinander geschalteten Wärmetauscherteile 11', 12' von dem sonstigen Wärmetauscher getrennt ist und somit keine Fluidverbindung zu dessen Kanälen aufweist, ist bei dem Wärmetauscher 2 nach den 9 und 10 ein Einspeisen des von den Wärmetauscherteilen 11', 12' primärseitig durchgeleiteten und somit ausgekühlten Fluids in die Rücklaufleitung 02 vorgesehen. Der Vorlauf 04c kann deshalb entfallen. Ansonsten besteht Übereinstimmung mit der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, jedoch wird der Kondensatsammler, d.h. werden die Rücklaufsammler 54, 55 gleichzeitig auch zu Kondensateinspritzkühlern. Auf diese Weise wird eine Kondensatkühlung ohne Trinkwassereinspeisung erzielt. Verschleppung von Ionen und Salzen in das hochwertige Kondensat wird somit vermieden.
  • Eine Wärmeübergabestation 1 weist einen Wärmetauscher 2 auf, der wenigstens in zwei Wärmetauscherteile 11, 12 unterteilt ist. Diese sind sekundärseitig voneinander ge trennt, während sie primärseitig zusammengeschaltet sind und eine bauliche Einheit bilden. Der Wärmetauscher 2 kann aus einzelnen Wärmetauschermodulen aufgebaut sein. Damit ergibt sich eine Batterie einzelner Wärmetauschermodule 41 bis 45, die nebeneinander an gemeinsame Versorgungsschienen angeschlossen sind. Durch die Aufteilung des Wärmetauschers 2 in zwei voneinander getrennte Wärmetauscherteile 11, 12 können die betreffenden Wärmetauscherteile 11, 12 nach den Gegebenheiten angeschlossener Wärmeabnehmer optimal ausgelegt und eingestellt werden.

Claims (18)

  1. Wärmeübergabestation (1), insbesondere zur Wärmeübergabe von Dampf oder Heißwasser auf Wasser, mit einem Wärmetauscher (2), der einen primären Vorlaufanschluss (01) und einen primären Rücklaufanschluss (02) aufweist, die an ein Wärmeträgernetz angeschlossen sind, und der einen ersten Wärmetauscherteil (11) und einen zweiten Wärmetauscherteil (12) aufweist, die sekundärseitig voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscherteil (11) aus einem anderen Material besteht als der zweite Wärmetauscherteil (12) und dass die Wärmetauscherteile (11) und (12) an unterschiedliche Wärmeverbraucher (3, 7) angeschlossen sind.
  2. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherteile (11) und (12) mit ihren primären Vorlaufanschlüssen (M-01) an eine gemeinsame Vorlaufverteilereinrichtung (51) angeschlossen sind, die vorzugsweise aus einem Material besteht, das sich sowohl vom Material des ersten Wärmetauscherteils (11) als auch von dem Material des zweiten Wärmetauscherteils (12) unterscheidet.
  3. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscherteil (11) und der zweite Wärmetauscherteil (12) mit ihren primären Ausgangsanschlüssen (M-02) an unterschiedliche Rücklaufsammlereinrichtungen (54, 55) angeschlossen sind, die jeweils zu einem Regelventil (26, 27) führen.
  4. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscherteil (11) wenigstens einen von dem primären Eingangsanschluss zu dem primären Ausgangsanschluss führenden Kanal aus Kupfer aufweist und vorzugsweise ganz aus Kupfer besteht.
  5. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscherteil (12) wenigstens einen von dem primären Eingangsanschluss zu dem primären Ausgangsanschluss führenden Kanal aus Edelstahl aufweist und vorzugsweise ganz aus Edelstahl besteht.
  6. Wärmeübergabestation nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscherteil (11) an wenigstens einen Wärmeversorgungskreislauf (3) angeschlossen ist.
  7. Wärmeübergabestation nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmetauscherteil (12) zur Speisung einer Brauchwasseranlage (7) dient.
  8. Wärmeübergabestation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Regeleinrichtung (25) aufweist, an die Regelventile (26, 27) der Rücklaufsammlereinrichtungen (54, 55) angeschlossen sind, die von der Regeleinrichtung (25) unabhängig voneinander regelbar sind.
  9. Wärmeübergabestation nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Wärmetauscherteilen (11, 12) jeweils wenigstens ein Temperatursensor (21, 22) zugeordnet ist und dass die Regeleinrichtung (25) die vom Temperatursensor (21, 22) erfasste Temperatur mit einer konstanten oder zeitabhängig vorgegebenen Solltemperatur vergleicht und dem Ergebnis des Vergleichs entsprechend das jeweilige Regelventil (26, 27) einstellt.
  10. Wärmeübergabestation nach Anspruch 4, 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der primären Vorlaufverteilereinrichtung (51) ein Ventil (53) vorgeschaltet ist, über das der Dampfdruck von der Regeleinrichtung (25) einstellbar ist.
  11. Wärmeübergabestation nach Anspruch 4, 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherteile (11, 12) jeweils an eine eigene Vorlaufverteilereinrichtung angeschlossen sind, der jeweils ein gesondertes Ventil vorgeschaltet ist, über das der Dampfdruck von der Regeleinrichtung (25) für die Wärmetauscherteile (11, 12) separat einstellbar ist.
  12. Wärmeübergabestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmetauscherteil (11) durch eine erste Gruppe Wärmetauschermodule (41, 42) gebildet ist, und dass der zweite Wärmetauscherteil (12) durch eine zweite Gruppe Wärmetauschermodule (43, 44, 45) gebildet ist.
  13. Wärmeübergabestation nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschermodule (41, 42) der ersten Gruppe mit ihren primären Vorlaufanschlüssen (M-04) zu den Wärmetauschermodulen (43, 44, 45) der zweiten Gruppe parallelgeschaltet sind.
  14. Wärmeübergabestation nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufverteilereinrichtung (51) und die unterschiedlichen Rücklaufsammlereinrichtungen (54, 55) jeweils ein etwa zylindrisches Hauptgefäß aufweisen, von denen in etwa gleichen Abständen Anschlüsse (52, 56) für die Wärmetauschermodule (41, 42, 43, 44, 45) abzweigen.
  15. Wärmeübergabestation nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (52, 56) mit Schraubverbindungsmitteln versehen sind.
  16. Wärmeübergabestation nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundären Vorlauf- und Rücklaufanschlüsse (M-03, M-04) der Wärmetauschermodule (41, 42) der ersten Gruppe und der Wärmetauschermodule (43, 44, 45) der zweiten Gruppe jeweils mit einer Vorlaufsammler- bzw. Rücklaufverteilereinrichtung (61, 66; 65, 68) verbunden sind, die durch jeweils ein Gefäß mit seitlich in gleichen Abständen abzweigenden Anschlüssen gebildet ist.
  17. Wärmeübergabestation nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (52, 56) mit Schraubverbindungsmitteln versehen sind.
  18. Wärmeübergabestation nach Anspruch 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse der primären Vorlaufverteilereinrichtung (51) für alle Wärmetauschermodule (41, 42, 43, 44, 45) auf einer gemeinsamen Linie angeordnet und parallel zueinander ausgerichtet sind, dass die Anschlüsse der primären Rücklaufsammlereinrichtung (54, 55) für alle Wärmetauschermodule (41, 42, 43, 44, 45) auf einer gemeinsamen Linie angeordnet und parallel zueinander ausgerichtet sind, dass die Anschlüsse der sekundären Vorlaufsammlereinrichtung (61, 66) für alle Wärmetauschermodule (41, 42, 43, 44, 45) auf einer gemeinsamen Linie angeordnet und parallel zueinander ausgerichtet sind und dass die Anschlüsse der sekundären Rücklaufverteilereinrichtung (65, 68) für alle Wärmetauschermodule (41, 42, 43, 44, 45) auf einer gemeinsamen Linie angeordnet und parallel zueinander ausgerichtet sind.
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