DE3035779C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur geregel­ ten Wärmeübergabe aus einem primären Dampfnetz an einen Wärmeverbraucher, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Ferner geht die Erfindung aus von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 3, die zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens geeignet ist.

Bei dem aus dem Patent 30 22 795 bekannten Verfahren bzw. der daraus bekannten Vorrichtung ist der Wärmetauscher über ein Mehrfunktionenventil an die Dampfleitung des primären Dampfnetzes angeschlossen. Die der Kondensation in dem Wärmetauscher dienenden Rohr­ schlangen sind an die Treibdüse einer Strahlpumpe ange­ schlossen, wobei von der Strahlpumpe eine als Vorlauf­ leitung dienende Leitung zu dem Wärmeverbraucher führt, dessen Rücklauf über ein Druckhalteventil an die Konden­ satrückführleitung des primären Dampfnetzes mündet. Strömungsmäßig hinter dem Wärmeverbraucher, jedoch vor dem Druckhalteventil, zweigt eine Leitung ab, mit der aus dem zurückzuführenden Kondensat das Sekundärmedium abgezweigt wird, das in den zugehörigen Vorlaufanschluß des Wärmetauschers eingespeist wird.

Nachdem das Sekundärmedium in dem Wärmetauscher durch Kondensation des Dampfes aufgeheizt ist, gelangt es über eine weitere Verbindungsleitung zu der Saugseite der Strahlpumpe, von wo es dann dem aus dem Wärmetauscher strömenden Kondensat zur Wärmeabgabe an den Wärmever­ braucher zugemischt wird.

Die Regelung der Temperatur des Vorlaufs des Wärmever­ brauchers erfolgt über das dampfseitig vorgesehene Mehr­ funktionenventil, über das auch gleichzeitig der Konden­ satanstau in dem Wärmetauscher geregelt wird.

An dem Mehrfunktionenventil tritt ein Druckverlust auf, so daß es unter bestimmten Betriebssituationen notwen­ dig ist, in der Vorlaufleitung für den Wärmeverbraucher, und zwar hinter der Strahlpumpe, eine Druckerhöhungs­ pumpe vorzusehen, die elektrisch betrieben ist.

Aus der DE-AS 22 25 263 ist es bekannt, zur geregelten Wärmeübergabe aus einem primären Netz an einen Wärme­ verbraucher eine Strahlpumpe vorzusehen, in der die Druckdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Primär­ netzes ausgenutzt wird, um Treibenergie für den Sekun­ därkreislauf eines Wärmeverbrauchers zu erzeugen. Bei diesem Stand der Technik ist das primäre Netz jedoch kein Dampfnetz. Außerdem fehlt hierbei ein Wärmeaus­ tauscher.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, das eingangs ge­ nannte Verfahren derart weiterzubilden, daß bei gleich­ zeitiger Einsparung von Armaturen keine Druckerhöhungs­ pumpe hinter der Strahlpumpe erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren erfindungs­ gemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gekennzeich­ net, während die Vorrichtung zur Lösung der Aufgabe er­ findungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 3 gekenn­ zeichnet ist.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß praktisch der ge­ samte Dampfdruck des Netzes zur Verfügung steht, um das Kondensat durch die Strahlpumpe zu treiben, so daß aus­ reichend Treibenergie zur Verfügung steht, um das bei­ gemischte Sekundärmedium und das Kondensat mit entsprechen­ dem Überdruck dem Wärmeverbraucher zuzuführen. Eine Um­ wälzpumpe ist bei diesem Verfahren bzw. dieser Vorrich­ tung bei keiner Betriebssituation erforderlich.

Zweckmäßigerweise kann dabei das kalte Sekundärmedium von dem ausgekühlten Rücklauf des Wärmeverbrauchers ab­ gezweigt werden.

Damit bei eventuellen Betriebsstörungen die Anlage nicht leerläuft, kann in der Rücklaufleitung strö­ mungsmäßig hinter dem Abzweig des Sekundärkreislaufes ein Druckhalteventil angeordnet sein.

Um zu verhindern, daß bei sehr geringer Wärmeentnahme aus dem Wärmetauscher bzw. dem Dampfnetz das Kondensat in die Dampfzuleitung zurückstaut, kann das Druckhal­ teventil einen weiteren Anschluß aufweisen, der an die Verbindungsleitung zwischen der Kondensatseite des Wärmetauschers und der Strahlpumpe angeschlossen ist, wobei in der Dampfleitung für den Wärmetauscher ein das Druckhalteventil steuernder Niveaugeber liegt, durch den zur Entfernung von überschüssigem Kondensat das Druckhalteventil derart umsteuerbar ist, daß das Kon­ densat unter Umgehung des Wärmeverbrauchers und der Strahlpumpe unmittelbar in die Kondensatrückführleitung des Dampfnetzes abführbar ist.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar­ gestellt.

Die veranschaulichte Dampfwasserheizanlage 1 dient dazu, aus einem primären Dampfnetz 010 Wärme an einen mit 2 bezeichneten Wärmeverbraucher zu übergehen. Der Wärme­ verbraucher 2 kann je nach der Ausbildung der Anlage als Heizungs-, Lüftungs-, Klima-Produktions- oder Brauchwasserbereitungsanlage von Heizkörpern oder Registern bzw. Heizeinrichtungen u. dgl. gebildet sein.

Die Anlage weist einen über eine Leitung 3 an das Dampf­ netz 010 angeschlossenen Wärmetauscher 4 auf, in dem ein Rohrschlangenbündel 5 angeordnet ist, das dampfseitig mit der Leitung 3 und kondensatseitig an eine Verbindungs­ leitung 6 angeschlossen ist. Die Verbindungsleitung 6 führt von dem Rohschlangenbündel 5 zu dem Treibdüsen­ anschluß 8 einer Strahlpumpe 9 mit veränderbarer Treib­ düse 10, wobei die Auffangdüse bzw. der Diffusor 11 der Strahlpumpe 9 an eine Vorlaufleitung 12 des Wärme­ verbrauchers 2 angeschlossen ist. Von dem Wärmever­ braucher 2 führt eine Rücklaufleitung 13 über ein Druckhalte- bzw. Mehrfunktionenventil 14 zu der Kondensatrückführleitung 012 des Dampfnetzes.

Der Wärmetauscher 4 weist ferner zwei Anschlüsse 15 und 16 für das Sekundärmedium auf, das im Gegenstrom­ verfahren durch den Wärmetauscher 4 geleitet wird und strömungsmäßig vor dem Mehrfunktionenventil 14 aus der Rücklaufleitung 13 über eine Leitung 17 abgezweigt wird und in den Anschluß 15 eingespeist wird. Nach Durch­ strömen des Wärmetauschers 4 fließt das Sekundärmedium aus dem Anschlußstutzen 16 des Wärmetauschers 4 aus und gelangt von dort in die Saugseite 18 der Strahlpumpe 9.

Um zu verhindern, daß bei geringer Wärmeentnahme das Kondensat in dem Wärmetauscher 4 soweit angestaut wird, daß es in das Dampfnetz 010 zurücklaufen würde, ist oberhalb des Wärmetauschers 4 in der Verbindungsleitung 3 ein Niveaugeber 19 vorgesehen, der einen Magneten 20 des magnetisch gesteuerten Mehrfunktionenventils 14 steuert, das über einen weiteren Anschluß 21 mit der kondensatführenden Leitung 6 verbunden ist. Außerdem ist das Mehrfunktionenventil 14 als Druckhalteventil ausge­ bildet und wird über einen in der Rücklaufleitung 13 vorgesehenen Druckgeber 22 so gesteuert, daß in der Leitung 13 ein vorbestimmter Druck aufrechterhalten bleibt.

Zur Steuerung der Vorlauftemperatur des Wärmeverbrauchers 2 und damit zur Steuerung der in der Anlage 1 übergebenen Wärmemenge sitzt in der Vorlaufleitung 12 ein Temperatur­ meßfühler 23, der an eine einen Stellantrieb 24 beauf­ schlagende Steuereinrichtung 25 angeschlossen ist. Der Stellantrieb 24 dient zur Steuerung der Treibdüse 10, die bei dem Ausführungsbeispiel mit einer Düsennadel 26 zur Veränderung des Düsenquerschnitts versehen ist. Die Anordnung aus Stellantrieb 24 und Strahlpumpe 9 ist derart getroffen, daß mit Hilfe der verstellbaren Treib­ düse 10 die Kondensatströmung in der Verbindungsleitung 6 bzw. in der Vorlaufleitung 12 und dem Wärmeverbraucher 2 stufenlos zwischen der Durchflußmenge null und der maximalen Durchflußmenge verstellbar ist.

Beim Betrieb der Anlage 1 strömt aus dem Dampfnetz 010 über die Leitung 3 Dampf in die Rohrschlangen 5 des Wärmetauschers 4 ein, wo er unter Aufheizung des die Rohrschlangen 5 umspülenden Sekundärmediums kondensiert. Das entstandene Kondensat steht im wesentlichen unter dem Druck des Dampfnetzs 010 und strömt über die Lei­ tung 6 der verstellbaren Treibdüse 10 der Strahlpumpe 9 zu. Je nach Stellung der Düsennadel 26 der verstellbaren Treibdüse 10 strömt mehr oder weniger viel Kondensat durch die Strahlpumpe bzw. in den Diffusor 11 und damit in die Vorlaufleitung 12 des Wärmeverbrauchers 2. Auf­ grund der Durchströmung der Strahlpumpe 9 wird an der Saugseite 18 über den Anschlußstutzen 16 von dem kon­ densierenden Dampf aufgeheiztes Sekundärmedium aus dem Wärmetauscher 4 abgesaugt und dem in dem Diffusor 11 einströmenden Kondensat entsprechend der Stellung der verstellbaren Treibdüse 10 beigemischt, so daß dem Wärmeverbraucher 2 schließlich ein Gemisch aus Kondensat und Sekundärmedium zugeführt wird. Je nach Wärmeentnahme durch den Wärmeverbraucher 2 liegt die in der Vorlauf­ leitung 12 durch den Meßfühler 23 gemessene Vorlauftempe­ ratur über oder unter einem vorgegebenen Sollwert, so daß durch die Steuerungseinrichtung 25 der Stellantrieb 24 und damit die Düsennadel 26 in Richtung auf Einhalten der Solltemperatur nachgeregelt werden. Liegt die Vor­ lauftemperatur über der Solltemperatur, wird die ver­ stellbare Treibdüse 10 zugefahren, womit in dem Wärme­ tauscher 4 mehr Kondensat angestaut wird und dem Dampf­ netz 010 weniger Dampf entnommen wird. Gleichzeitig verringert sich die Treibenergie hinter der Treibdüse 10 und es wird weniger Sekundärmedium aus dem Wärme­ tauscher 4 abgepumpt und dem Wärmeverbraucher 2 zuge­ führt. Liegt die in der Vorlaufleitung 12 gemessene Temperatur unter der Solltemperatur, d. h. der Wärme­ verbraucher 2 entnimmt mehr Wärme, so wird im umgekehrten Sinne die Treibdüse 10, gesteuert durch die Steuereinrich­ tung 25 und den Stellantrieb 24, aufge­ steuert und der Kondensatdurchsatz sowie der Durchsatz an Sekundärmedium erhöht.

Wenn bei extrem geringer Wärmeentnahme durch den Wärme­ verbraucher 2 das Kondensat in den Rohrschlangen 5 bzw. dem Wärmetauscher 4 unzulässig hoch ansteigt, spricht der Niveaugeber 19 an, der daraufhin über den Magneten 20 den Anschluß 21 des Mehrfunktionenventiles 14 frei­ gibt, so daß Kondensat aus der Leitung 6 unmittelbar unter Umgehung der Strahlpumpe 9 und des Wärmeverbrau­ chers 2 in die Rückführungsleitung 012 des Dampfnetzes mit Hilfe des auf dem Kondensat lastenden Dampfdrucks abgeführt wird. Hierbei dient das Mehrfunktionenventil zusammen mit dem Druckgeber 22 gleichzeitig dazu, einen bestimmten Mindestdruck in der Rücklaufleitung 13 auf­ rechzuerhalten und ein eventuelles Leerlaufen zu ver­ hindern.

Weil keine zusätzlichen Regelarmaturen in der Leitung 3, d. h. der Verbindung zwischen dem Dampfnetz 010 und dem Wärmetauscher 4 vorgesehen sind, reicht in allen Be­ triebseinstellungen die in der verstellbaren Treibdüse 10 zur Verfügung stehende Treibenergie aus, das Kondensat zusammen mit dem aufgeheizten Sekundärmedium durch den Wärmeverbraucher 2 zu pumpen.

Je nach Anwendung besteht die Möglichkeit, in dem Wärmetauscher einen nicht veranschaulichten Brauch­ wasserwärmer vorzusehen.

Claims (6)

1. Verfahren zur geregelten Wärmeübergabe aus einem primären Dampfnetz an einen Wärmeverbraucher, des­ sen Vorlauf unter einem vorbestimmten Überdruck zugeführt wird und dessen Rücklauf unter einem ver­ hältnismäßig niederen Druck steht, wobei der in Abhängigkeit von dem Wärmeverbrauch bei dem Ver­ braucher aus dem Dampfnetz entnommene Dampf durch Wärmeentzug mittels eines Sekundärmediums unter Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Überdruckes gegenüber dem Vorlaufdruck des Wärmeverbrauchers bis zur Kondensation abgekühlt wird und der Über­ druck in einer Strahlpumpe sodann unter Erzeugung einer entsprechenden Treibenergie für den Vorlauf auf den Vorlaufdruck des Wärmeverbrauchers abgebaut wird und dabei dem Vorlauf bei der Auskühlung des Dampfes aufgeheiztes Sekundärmedium zugemischt wird nach Patent 30 22 795, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Tempe­ ratur an dem Wärmeverbraucher das Kondensat gestaut wird und der Kondensatanstau lediglich durch Ver­ stellung der Treibdüse der Strahlpumpe geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauf des Sekundärmediums aus dem Rücklauf des Wärmeverbrauchers abgezweigt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 zur geregelten Wärmeübergabe aus einem pri­ mären Dampfnetz an einen Wärmeverbraucher, mit einem durch Kondensatanstau in Abhängigkeit von der Tempe­ ratur an dem Wärmeverbraucher geregelten Wärme­ tauscher, der dampfseitig mit dem Dampfnetz und kondensatseitig mit der Treibdüse einer in der Vorlauf­ leitung des Wärmeverbrauchers liegenden Strahlpumpe verbunden ist, wobei die Wärmeverbraucher in einem Sekundärkreislauf des Wärmetauschers liegt, in dem von dem Dampf aufgeheiztes Sekundärmedium fließt und wobei die Strahlpumpe saugseitig mit dem wärmetauscher­ seitigen Ausgang des Sekundärkreislaufes und druck­ seitig mit dem Wärmeverbraucher verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (4) unmittelbar an das Dampfnetz (010) angeschlossen ist und die Strahlpumpe (9) eine regelbare Treibdüse (10) auf­ weist, die mit einem Stellantrieb (24) gekuppelt ist, der an eine über einen Meßfühler (23) die Temperatur des Vorlaufs des Wärmeverbrauchers (2) messende Steuer­ einrichtung (25) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkreislauf (17, 15, 16) des Wärmetau­ schers (4) von der an das Kondensatnetz angeschlossenen Rücklaufleitung (13) des Wärmeverbrauchers (2) ab­ zweigt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (13) strömungsmäßig hinter dem Abzweig des Sekundärkreislaufes (17, 15, 16) ein Druckhalteventil (14) liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Druckhalteventil (14) einen weiteren Anschluß (21) aufweist, der an die Verbindungs­ leitung (6) zwischen der Kondensatseite des Wär­ metauschers (4) und der Strahlpumpe (9) angeschlos­ sen ist, und daß in der Verbindungsleitung (3) zwi­ schen dem Dampfnetz (010) und dem Wärmetauscher (4) ein das Druckhalteventil (14) steuernder Niveau­ geber (19) liegt, durch den zur Entfernung von überschüssigem Kondensat das Druckhalteventil (14) derart umsteuerbar ist, daß das Kondensat unter Um­ gehung des Wärmeverbrauchers (2) und der Strahl­ pumpe (9) in die Kondensatrückführleitung (012) des Dampfnetzes (010, 012) abführbar ist.