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Wärmespeicheranlage mit Heißwasserentnahme Gegenstand des Patents
436 178 ist eine Wärmespeicheranlage mit Heißwasserentnahme, bei der im Wärmespeicher
ein Überdruck gegenüber dem an den Verbrauchsstellen erforderten Druck zum Zwecke
des Heißwasserausstoßes erzeugt wird.
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Dieser Überdruck wird dadurch erzeugt, claß dem Dampfraum des Speichers
mit Hilfe eines auf gleichbleibenden Druck regelnden Reduzierventils höher gespannter
Dampf zugeführt wird.
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In Anlagen, in denen das dem Speicher entnommene Heißwasser nicht
für sich gebraucht wird, sondern vor dem Verbrauch mit Frischwasser auf bestimmte
Temperatur lierabgemischt wird, z. B. in Krankenhäusern, Badeanstalten usw., kommt
es nun darauf an, daß an den Verbrauchsstellen das Druckverhältnis zwischen Kaltwasser
und Warmwasser möglichst gleichbleibt, damit sich die Mischungstemperatur nach einmaliger
Einstellung der Mischventile nicht ändert.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Zuführung
des Dampfes zum Speicher durch eine Ventilvorrichtung geregelt wird, die unter dem
Einfluß der Druckänderungen in dem Wasserleitungsnetz steht. Der Druck im Speicher
wird dadurch alle Schwankungen des Wasserdruckes mitmachen. In der Heißwasserleitung
hinter dem Speicher wird sich der gleiche Druck oder das gleiche Druckverhältnis
einstellen wie in der Frischwasserleitung. Im Speicher wird ein Druck eingestellt,
der etwas geringer ist als die Wasserleitung, wobei zwar auch in der Heißwasserleitung
etwas geringerer Druck in Kauf zu nehmen ist, falls die Ladung und Entladung des
Speichers ohne Anwendung einer Pumpe erfolgen soll. Bei einer Ausführung der Erfindung
sind besondere, außerhalb des Speichers gelegene und diesem vorgeschaltete Warmwasserbereiter
vorhanden. Der Speicher ist von der Leitung hinter dem den Wasserdurchfluß regelnden
Ventil abgezweigt. Die Beeinflussung des den Dampfzusatz zum Speicher regelnden
Ventils erfolgt entsprechend dem in der Wasserleitung vor dem Wasserregelventil
herrschenden Druck.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungen der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt eine Anlage, bei der die Wassererwärmung im Speicher geschieht, Abb.
2 eine Anlage, die mit besonderen. außerhalb des Speichers gelegenen Heißwassererzeugern
versehen ist.
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Bei der Anlage nach Abb. i kommt das Frischwasser vom Wasserturm i
durch die Leitung 2 in den Betrieb, und zwar mit einem Druck, der der statischen
Höhe der Wassersäule entspricht, beispielsweise mit q. Atm. Durch die Leitung 3
wird das Kaltwasser zu
den Verbrauchern 17 geführt, während durch
die Zweigleitung 4 ein Teil des Frischwassers in den Speicher ig strömen kann. Das
Warmwasser wird aus dem Speicher durch die Leitung 14 zu den Verbrauchern 17 geführt,
die auch gleichzeitig aus der Leitung 3 mit Kaltwasser versorgt werden können. Dem
Speicher wird Anwärmedampf durch die Leitung 35 zugeführt und durch die Düsen 36
im Wasserraum des Speichers verteilt. In entsprechendem Maße, wie dem Speicher Dampf
durch das Überdruckventil 32 zuströmt, öffnet der Thermostat 15 das Ventil 16 und
läßt die zur Niederschlagung des Dampfes erforderliche Frischwassermenge hinzutreten.
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Um nun den Druck im Speicher unabhängig von dem durch den Thermostaten
eingestellten Druck auf einer dem Kaltwasserdruck entsprechenden Höhe zu halten,
ist in der Dampfraumzuführung 2o das Ventil 22 vorgesehen, das durch die an beliebiger
Stelle vor dem Ventil 16 angeschlossene Verbindungsleitung 37 vom Wasserdruck der
Kaltwasserleitung gesteuert wird.
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Eine andere Anlage zeigt Abb. z. Bei dieser geht der Dampf aus den
Kesseln 5 durch die Leitung 6' zur Kraftmaschine 7, die durch die Leitung 8 mit
dem Kondensator g und dem Abdampfvorwärmer io, durch die Anzapfleitung i i mit den
Niederdruckverbrauchern 31 und dem Zwischendampfvorwärmer i- in Verbindung steht.
Vor letzterem ist ein Überströmventil32 angeordnet. Das zu erwärmende Wasser strömt
durch die Leitung 4 der Reihe nach und im Gegenstrom durch den Abdampfvorwärmer
io, die Verbindungsleitung 13, den Zwischendampfvorwärmer 12 in die Heißwasserleitung
14', in der das durch den Thermostaten 15' gesteuerte Ventil 16' mit Umgehungsleitung
für die Einhaltung einer bestimmten. Wassertemperatur sorgt.
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An die Kaltwasserleitung 3 und die Heißwasserleitung 14 sind verschiedene
Verbraucher 17 angeschlossen, die sowohl Kaltals auch Warmwasserzuführung haben
und bei denen die Regelung der gewünschten Temperatur selbsttätig oder in einstellbarer
Mischbatterien erfolgen soll. An die Leitung 14 ist mittels der Leitung 18 der Speicher
ig angeschlossen, in dessen oberen Teil Dampf in geringer Menge durch die Leitung
2o, das Rückschlagventil2i und das Regelventil 2,2, zugeführt werden kann. Die zum
Speicher führende Wasserleitung 18 ist in die Leitungen 23 und 24 gegabelt, die
durch die Rückschlagventile 25 und 26 den Wasserdurchtritt nur in einer Richtung
gestatten. In der zum Speicher führenden Leitung 24 ist ein beim höchsten Wasserstand
sich selbsttätig schließendes Ventil27, in der anderen ein beim niedrigsten Wasserstand
sich selbsttätig schließendes Ventil28 vorgesehen. Aus dem Dampfraum des Speichers
führt eine Leitung 2g mit einem Drosselventil 3o zu Dampfleitungen niedrigeren Druckes
je nach Bedarf zu der Leitung i i oder zu der Leitung B. Das Ventil22 wird einerseits
durch den im Dampfraum des Speichers ig, anderseits durch den in der Wasserleitung
14 herrschenden Druck gesteuert.
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Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende: Der Thermostat 15 regelt
den Wasserdurchfluß durch die Vorwärmer io und 12 je nach dem Dampfanfall auf die
gewünschte Temperatur, indem er bei Unterschreitung der Temperatur weiter schließt,
bei -Überschreitung weiter öffnet und dadurch den Kaltwasserdurchfluß durch die
Vorwärmer entsprechend -vermindert oder steigert. Das von den Verbrauchern 17 nicht
abgenommene Heißwasser geht durch die Leitung 18 und das Rückschlagventil 26 in
den ,Speicher ig, in dem .etwas geringerer Druck herrscht als in der Leitung 14.
Wird andererseits von den Verbrauchern mehr Wasser benötigt, als durch das Ventil
16 vom Vorwärmer 12 geliefert wird, so@ drückt der durch die Leitung ao in den Speicher
tretende Dampf das Heißwasser aus dem Speicher durch das Rückschlagventil 25 und
die Leitung 18 zu den Heißwasserverbrauchern.. Das sich nach dem Speicher öffnende
Rückschlagventil21 sorg dafür, daß bei Überfüllung des Speichers kein Wasser in
die Dampfleitung treten kann. Außerdem soll das vom Schwimmer gesteuerte Ventil
27 den Wasserzufluß zum Speicher abschließen, bevor dasselbe an die Dampfeinströmstelle
gelangt. Die Schließung des Wasseraustrittsventils 28 erfolgt, wenn der niedrigste
Wasserstand im Speicher erreicht ist, noch bevor die Gefahr besteht, daß Dampf zu
den Verbrauchern durchschlagen kann.
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Es kann nun der Fall eintreten, daß bei der Ladung das Ventil22 zwar
geschlossen ist, also kein neuer Dampf in den Speicher tritt, jedoch der bereits
vorhandene durch den steigenden Wasserstand komprimiert würde und dadurch ein. zu
hoher Druck im Speicher eintreten könnte. Um hierfür einen Abfluß zu schaffen, ist
die Leitung 2g vorgesehen, in der das Ventil 3o entweder als Überdruckventil arbeitet
oder ständig mit einer gewissen kleinen Öffnung Dampf durchtreten läßt. Die gewünschte
Druckdifferenz zwischen Wasserleitung und Speicher läßt sich dadurch genau: einstellen,
daß das Ventil 22 mit einer den Dampfdruck - entgegen dem Wasserdruck - unterstützenden
Feder oder mit einem Gewicht versehen ist. Unter Umständen genügt es- jedoch bereits,
wenn
das Ventil höher liegt als die Wasserleitung 1q., da der wirksame
Wasserdruck am Ventil <sann um den statischen Höhenunterschied geringer ist.
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Wird an den Verbrauchsstellen genau gleicher Druck zwischen Kalt-
und Heißwasser verlangt, so muß der Druckunterschied, den der Speicher zum Öffnen
der Rückschlagventile 25 und 26 benötigt, in der Kaltwasserleitung ausgeglichen
werden, was durch das Ventil 33 geschehen kann, das entweder als einfache Drosselstelle
oder als gewichtsbelastetes Rückschlagventil (Überdruckventil) ausgebildet ist und
in letzterem Falle einen bestimmten Druckunterschied unabhängig von der Durchflußmenge
hält.