DE2110513C3 - Dampfbeheizte Anlage mit einem in einem geschlossenen Dampf-Kondensat-System angeordneten, durch Kondensatanstau temperaturgeregelten Wärmetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine dampfbeheizte Anlage mit einem in einem geschlossenen Dampf-Kondensat-System angeordneten, durch Kondensatanstau temperaturgeregelten Wärmetauscher, dessen Kondensatabfluß mittels eines in der Kondensatleitung liegenden Regelventils in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur oder dem Vorlaufdruck auf der Sekundärseite des Wärmetauschers als Regelgrößen geschieht.

Aus der deutschen Patentschrift 1 018439 ist ein Verfahren zur Temperaturregelung eines in einem geschlossenen Dampf-Kor.densat-Kreislaufsystem angeordneten Wärmetauschers zur Regelung des Kondensatabflusses bekannt. Bei diesem Verfahren wird von einem Regelventil Gebrauch gemacht, das in der Kondensatleitung liegt und in Abhängigkeit verschiedener Regelgrößen, beispielsweise der Vorlauftemperatur, dem Vorluufdruck, der Differenz zwischen Vor- und Rücklauftemperatur sowie in Abhängigkeit von der Kondensattemperatur beeinflußt wird. Da bei der kondensatseitigen Regelung eines dampfbeheizten Wärmetauschers unbedingt sichergestellt sein muß, daß lediglich abgekühltes Kondensat abfließt und kein unausgekühlter Dampf abströmen kann, wird bei der nach diesem Verfahren arbeitenden Regelanordnung das Regelventil u. a. auch von einem Kondensattemperatur-Therniostat beeinflußt. Die Temperatureinstellung an diesen Thermostaten ist

d-rart vorzunehmen, daß er bei Dampfdurchbruch schließend auf das Kondensatregelventil einwirkt. Bei schwankendem Dampfdruck ergeben sich aber mit einem solchen, durch einen Kondensattemperatur-Thermostaten geregelten Regelventil in der Konden-

satleitung deshalb Schwierigkeiten, weil sich mit dem Druck auch die Temperatur des Dampfes stark ändert Andererseits ist es bei dampfbeheizten Wärmetauschern ohne Temperaturregelung und ohne Regelung des Kondensatabflusses mittels eines in der Kondenis satleitung angeordneten Regelventils in der Praxis bekannt, in der Kondensatleitung einen sogenannten Schwimmerkondensatabieiter vorzusehen. Hierbei handelt es sich um ein schwimmergesteuertes Ventil, das auch bei Druck- und Temperaturschwankungen

ao des Dampfes den Dampfdurchbruch verhindert. Einem solchen Kondensatableiter haftet aber der Nachteil an, daß sich bildendes Kondensat ungeregelt abfließt, so daß es auch nicht möglich ist, eine Auskühlung des ablaufenden Kondensats zu erzielen.

^a5 Daneben ist aus der deutschen Auslegeschrift 1030 372 eine Einrichtung zur Unterkühlung des Dampfwassers in dampfbeheizten Wärmeaustauschern bekanntgeworden, bei der das Dampfwasser hin unteren Teil der Heizflache angestaut und nach erfolgter Unterkühlung durch ein am unteren Ende der Heizfläche angeschlossenes, mittels Schwimmer oder Thermostat gesteuerte·» Abflußorgan abgeführt wird, das mit dem Steuerorgan - Schwimmer oder Thermostat - in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet ist. wobei das Steuerorgan in der Nähe des Abflußorgans vorgesehen ist. Der in einer Ausführungsform vorgesehene Schwimmerregler für das Abflußorgan weist keine Eingriffsmöglichkeit durch eine äußere Regelgröße auf. Der Schwimmerregler ist auf

einem bestimmten Niveau des Wärmetauschers angeordnet; er hat lediglich die Aufgabe, das Kondensatniveau im Wärmeaustauscher konstant zu halten.

Schließlich ist noch aus der Zeitschrift »Hei/ung-Lüftung-Haustechnik« K (1957 Nr. 10 - Oktober,

Seite 254) eine Wärmeübergabestation bekannt, bei der im offenen Kondensat-Kreislauf ein Spitzenbegrenzer vorgesehen ist, der ein offenes Kondensatgefäß aufweist, welches in einer Niveauhohe von U m angeordnet ist und einen Zulauf sowie einen Ablauf

enthält. Die Steuerung des Spitzenbegrenzers erfolgt mittels 3 Hubmagnete, die Ablaufventile betätigen, an welche eine Meßstrecke mit Düse angeschlossen ist. Der Raum über dem Kondensatspiegel in dem Kondensatgefäß steht mit der Außenluft in Verbin-

dung. Bei einem solchen Spitzenbegrenzer ist keine Regelung des Kondensatabflusses in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur auf der Sekundärseite des Wärmetauschers vorgesehen.

Endlich ist in den Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 1 809 936 ein Temperaturregler beschrieben, dem ein Regelverfahren zugrunde liegt, bei dem der durch einen Thermostaten in Abhängigkeit von der Temperatur des Kondensats gesteuerte Regel- und Absperrkörper eines thermisch direkt ge-

steuerten Kondensatabieiters durch einen zweiten Thermostaten mit zunehmender Temperatur des beheizten Gutes zunehmend in Schließrichtung bewegt wird. Die Regelung erfolgt hierbei ausschließlich tem-

peratuTdbhängig, so daß Druckschwankungen und dadurch bedingte Temperaturänderungen des Dampfes nicht berücksichtigt werden können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine uampfbeheizte Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der einerseits die Temperaturregelung durdi Koidensatanstau in Verbindung mit dem Vorteil der zwangsweisen Kondensatauskühiung gewährleistet und andererseits mit Sicherheit ausgeschlossen ist, daß beispielsweise bei Überlastbetrieb nicht kondensierter Dampf in das Kondensatnetz einströmt, und zwar unabhängig von etwaigen Schwankungen des Dampfdruckes.

Zur Lösung dies"«" Aufgabe ist die dampfbeheizte Anlage gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil als schwimmergesteuerter Kondensatableiter mit einem in die Kondensatleitung eingefügten geschlossenen Kondensatgefäß und einem in Abhängigkeit von dem sich darin bildenden Kondensatspiegel betätigten Kondensatauslaßventil ausgebildet ist und daß das Kondensatauslaßventil mit einer zusätzlichen, durch die Regelgrößen von außen her beeinflußbaren Verstellvorrichtung gekuppelt ist. durch die es unabhängig von der Höhe des Kondensatspiegels im Schließungssinne betätigbar ist.

Bei der neuen dampfbeheizten Anlage sind die Funktionen eines Kondensatabieiters und eines R»- gelventils sowie eines Sicherheitsventils miteinander in einfacher Weise vereinigt

Em Kondensatableiter für die neue dampfbeheizte Anlage zeichnet sich in einer vorteilhaften Ausführungsform erfindungsgemäß dadurch aus. daß die zusätzliche Verstellvorrichtung ein an dem Kondensat gefäß gelagertes a\ial verstellbares Druckglied autweist. das mit einem den Schwimmerhebel bildenden Waagebalken kraftschlüssig kuppelbar ist und durch eine von den Regelgrößen beeinflußte Antriebseinrichtung betätigbar ist. Die Anordnung kann hierbei derart getroffen sein, daß das Druckglied von oben her auf den kippbar gelagerten Waagebalken drückt und seine Kupplung mit dem Waagebalken bei fallendem Kondensatspiegel selbsttätig lösbar ist. Damit ist sichergestellt, daß bei fallendem Kondensatspiegel das Kondensatauslaßventil ohne weiteres sicher schließt.

Ist bei der erfindungsgemäßen dampfbeheizten Anlage auf der Sekundärseite ein geringerer Wärmebedarf vorhanden, was beispielsweise bei einer Produktionsanlage oder einer Warmwasserheizung während der Nachtzeit der Fall sein kann, so wird in Abhängigkeit von der gefühlten Vorlauftemperatur des Sekundärkreises das Kondensatauslaßventil des Kondensatabieiters durch einen Regeleingriff von außen her so weit gedrosselt, daß in dem Wärmetauscher die Wärmeübertragungsfläche (Heizfläche) so weit mit angestautem Kondensat überflutet wird, daß sich gerade die gewünschte Wärmemengenübertragung ergibt. Im Falle eines Betriebsstillstandes, in dem keine Wärme mehr auf die Sekundärseite übertragen werden soll, wird die gesamte Wärmeübertragungsfläche des Wärmetauschers mit angestautem Kondensat überflutet, so daß keine W arme übertragung mehr stattfinden kann.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Kondensatableiter gemäß der Erfindung im Längsschnitt in einer Seitenansicht, teilweise in schematischer Darstellung, und

Fig. 2 eine Warmwasserbeheizungsanlage gemäß der Erfindung mit dampfbeheiztem Wärmetauscher in schematischer Darstellung.

Der in Fig. 1 dargestellte Kondensatableiter be-

steht aus einem geschlossenen Gefäß oder Topf 1, das bzw. der über Anschlußflanschen 2, 3 in eine Kondensatleitung einfügbar ist. In dem Gefäß 1 ist auf dem Weg zwischen dem Kondensateinlaß 4 und dem Kondensatauslaß S ein Kondensatauslaßventil 6 angeordnet, dessen zugeordnetes Verschlußstück 7 durch einen Schwimmer 8 betätigbar ist. Der Schwimmer 8 ist zu diesem Zwecke mit einem Waagebalken 9 gekuppelt, der auf einer am Boden des Gefäßes 1 ausgebildeten Schneide 10 schwenkbar gelagert und an

¹S seinem anderen Ende mit dem Ventil verschlußstück 7 verbunden ist. Steigt der bei 11 angedeutete Kondensatspiegel in dem Gefäß 1, so öffnet der Schwimmer 8 in zunehmendem Maße das Kondensatauslaßventil 6, während umgekehrt das Kondensatauslaßventil 6 ge-

^ao schlossen wird, wenn der Kondensatspiegel 11 unter eine bestimmte Grenzhohe absinkt.

Dem Gefäß 1 ist ein Überdruckventil 12 zugeordnet.

Außerdem ist das Ventilverschlußstück 7 zusätzlich

^a5 zu dem Schwimmer 8 mit einer weiteren, von außen betatigbaren Verstellvorrichtung in Gestalt eines Motorantriebs 13 gekuppelt, der es gestattet, das Kondensatausiaßventil 6 unabhängig von der Höhe des Kondensatspiegels 11 im Schließungssinne zu betätigen. Der Motorantrieb 13 weist zu diesem Zwecke eine im Deckel des Gefäßes 1 gelagerte axial bewegbare Spindel 14auf, die in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise in dem Bereich /wischen der Schneide 10 und dem Schwimmer 8 auf den Waagebalken 9 drücken kann, womit dieser in dem Sinne gekippt wird, daß das Kondensatauslaßventil 6 durch das Ventilverschlußstuck 7 abgesperrt oder zumindest gedrosselt wird.

An Stelle des elektrischen Motorantriebes 13 kann auch ein bei 15 angedeuteter pneumatischer Kolbenantrieb alternativ verwendet werden, der in ähnlicher Weise wie die Spindel 14 auf den Waagebalken 9 Eingriff nimmt.

Der Kondensatableiter nach Fig. 1 kann in der in Fig. 2 beispielhaft dargestellten Warmwasserheizungsanlage mit einer dampfbehei/ten Warmetauscherstation Verwendung finden.

Der Wärmetauscher 19 der Anlage nach Fig. 2 speist sekundärseitig eine W armwasserheizungsan-

lage 20: die Vorlaufleitung ist mit 21 und die Rücklaufleitung mit 22 bezeichnet, wahrend bei 23 eine Kreiselpumpe veranschaulicht ist. Primärseitig wird dem Wärmetauscher 19 Wärme in einem geschlossenen Dampf-Kondensatkreislauf zugeführt, dessen

Dampfleitung mit 24 und dessen Kondensatleitung mit 25 bezeichnet sind. In der Kondensatleitung 25 liegt der in Fig. 1 veranschaulichte Kondensatablei-. ter, dessen elektrischer Motorantrieb 13 durch einen Regier 26 gesteuert ist. Dem Regler 26 wird über ein Widerstandsthermometer 27 die Vorlauftemperatur des Sekundärkreises als Regelgröße eingegeben, während außerdem in der Kondensatleitung 25 ein Kondensatthermostat 28 vorgesehen ist, der ebenfalls mit dem Regler 26 zusammengeschaltet ist.

Die Regelung der Wärmeübergabe durch den Wärmetauscher 19 geschieht in folgender Weise:

Unter normalen Betriebsbedingungen, d. h. bei normaler Wärmeabnahme auf der Sekundärseite,

wird die Vorlauftemperatur konstant gehalten. Wird beispielsweise während der Nachtzeit auf der Sekundärseite weniger Wärme benötigt, so muß die Wärmeübergabe heruntergeregelt werden. Zu diesem Zwecke wird die Vorlauftemperatur auf der Sekundärseite durch das Widerstandsthermometer 27 gemessen. Der Regler 26 gewinnt aus dieser Regelgröße durch Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert eine Stellgröße, die dem elektrischen Motorantrieb 13 des Kondensatabieiters zugeführt wird, welcher über die Spindel 14 in dem Sinne auf den Waagebalken 9 in bereits erläuterter Weise Eingriff nimmt, daß das Kondensatauslaßventil 6gedrosselt wird. Dies hat zur Folge, daß die Wärmeübertragungsfläche (Heizfläche) des Wärmetauschers 19 in dem Maße durch angestautes Kondensat überflutet wird, daß sich die dem Wärmeverbrauch auf der Sekundärseite entspre

chende Wärmeübertragung einstellt. In der Kondensatleitung 25 liegt zwischen dem Wärmetauscher 19 und dem Kondensatableiter der Kondensatthermostat 28, der darüber wacht, daß die Kondensattemperatur einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet, so daß eine ordnungsgemäße Auskühlung des Kondensats gewährleistet ist.

Wird die Kondensattemperatur zu hoch, so erfolgt über den Regler 26 ein Eingriff auf den Motorantrieb 13 im Sinne des Schließens des Kondensatauslaßventils 6. Außerdem ist in der Vorlaufleitung 21 ein Vorlaufthermostat 29 vorgesehen, der verhindert, daß die Vorlauftemperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet. Auch dieser Thermostat ist mit dem Regler 26 zusammengeschaltet, so daß über den Motorantrieb 13 das Kondensatauslaßventil geschlossen werden kann, wenn die Vorlauftemperatur zu hoch wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Dampfbeheizte Anlage mit einem in einem geschlossenen Dampf-Kondensat-System angeordneten, durch Kondensaianstau temperaturgeregelten Wärmetauscher, dessen Kondensatabfluß mittels eines in der Kondensatleitung liegenden Regelventils in Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur oder dem Vorlaufdruck auf der Sekundärseite des Wärmetauschers als Regelgrößen geschieht, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil als schwimmergesteuerter Kondensatableiter mit einem in die Kondensatleitung eingefügten, geschlossenen Konder»satgefäß (1) und einem in Abhängigkeit tfon dem sich darin bildenden Kondensatspiegel betätigten Kondensatauslaßventil (6) ausgebildet ist, und daß das Kondensatauslaßventil (6) mit einer zusätzlichen, durch die Regelgrößen von außen her beeinflußbaren Verstellvorrichtung (13, 14, 15) gekuppelt ist, durch die es unabhängig von der Höhe des Kondensatspiegels im Schließungssinne betätigbar ist.

2. Kondensatableiter für die Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Verstellvorrichtung ein an dem Kondensatgefäß (1) gelagertes axial verstellbares Druckgiied (14) aufweist, das mit einem den Schwimmerhebel bildenden Waagebalken (9) kraftschlüssig kuppelbar ist und durch eine von den Regelgrößen beeinflußte Antriebseinrichtung (13) betätigbar ist.

3. Kondensatableiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (14) von oben her auf den kippbar gelagerten Waagebalken (9) drückt und seine Kupplung mit dem Waagebalken bei fallendem Kondensatspiegel selbsttätig lösbar ist.