DE868507C

DE868507C - Verfahren und Einrichtung zur Regelung von Dampfheizungen

Info

Publication number: DE868507C
Application number: DEP551D
Authority: DE
Inventors: Paul Dr-Ing Pieper
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1943-03-30
Filing date: 1943-03-30
Publication date: 1953-02-26

Description

Verfahren und Einrichtung zur Regelung von Dampfheizungen Bekanntlich ist es ein großer 'Nachteil der Dampfheizungen, daß sich die Wärmeleistung nicht wie bei einer Warmwasserheizung durch Einstellen der Vorlauftemperatur von einer Stelle aus nach der Außentemperatur und dem Wetter einstellen läßt. Das hat zur Folge, daß bei den Dampfheizungen, besonders in den Übergangszeiten, meistens eine größere Dampfverschwendung eintritt. Diese kann man in bekannter Weise vermeiden, indem man die Dampfzuleitungsventile in Abhängigkeit von der Raum- oder Außentemperatur selbsttätig öffnen und schließen- läßt. Eigenartigerweise sind aber solche Einrichtungen bisher wenig verbreitet. Um die Überheizung der Räume zu vermeiden, stellt man weiterhin den Dampf von Hand nach Bedarf an und ab. Von dieser Möglichkeit kann man jedoch nur in wenigen Fällen Gebrauch machen.
Die !Erfindung betrifft nun ein Verfahren und eine Einrichtung, die es gestattet, die Heizleistung einer Dampfheizung von Hand so einzustellen, wie es die Außentemperatur und das Wetter verlangen, und zwar wird dabei von folgender Überlegung ausgegangen: Die Raumauskühlung bzw. die zulässige Temperaturabsenkung, die nach Abschaltung des Dampfzutrittes eintritt, darf ein bestimmtes Maß nicht überschreiten. Sie ist verhältnisgleich den Wärmeverlusten und damit wieder in der Hauptsache verhältnisgleich der Tiefe der Außentemperatur. Infolgedessen darf die Dauer der Dampfunterbrechung bei niedriger Außentemperatur nicht so groß sein wie bei höherer, und zwar muß die Ausschaltzeit ungefähr umgekehrt verhältnisgleich sein der Einschaltdauer, welche mit der Tiefe der Außentemperatur zunehmen muß. Um dies zu-erreichen, wird der Abstand für das .Einschalten immer gleich gehalten und so gewählt, daß bei kleinster Einschaltdauer von etwa io bis 2o% der. Temperaturabfall im Raum noch zulässig ist. Dieser Zeitabstand für das Öffnen des Dampfventils wird, je nach der Anlage, etwa zwischen 2o und ioo Minuten, im Mittel bei etwa 6o Minuten oder i Stunde liegen. Die Einschaltdauer wird dann je nach den Erfordernissen mehr oder weniger lang gehalten, und zwar in einer solchen Abstufung bzw. Anzahl von Stufen, wie sie den praktischen Bedürfnissen entspricht, im allgemeinen dürften zehn Stufen ausreichend sein,. so daß sich, die Heizleistung immer um zoll/o. nach oben oder unten verändern läßt. Natürlich läßt sich die Einschaltdauer auch stufenlos gestalten. Hierbei wird dann die mittlere Raumtemperatur ohne zu große Schwankungen in zulässigen Grenzen gehalten. Neu ist also an dem Verfahren, daß' das Anstellen des Dampfzuflusses selbsttätig in immer gleichbleibenden Abständen und das Abstellen nach mehr oder weniger langer Zeit ebenfalls selbsttätig erfolgt, wobei die Einschaltdauer und damit die Heizleistung in genügend vielen Stufen oder stufenlos, genau wie bei einer Warmwasserheizung, von einer Zentralstelle aus eingestellt werden kann.
Zur Ausübung des Verfahrens kann man bekannte Einrichtungen verwenden. Eine besonders einfache und sichereAusführung ist dieVerbindung folgender Einzelelemente nach Abb. i : Der Ventilsitz i i eines normalen Absperrventils 12 ist durch die Kolbenstange 13 mit einem in einem besonderen Zylinderblock 14 sich bewegenden Kolben 15 starr verbunden, jedoch ist der Zylinderraum unter dem Kolben 15 durch eine möglichst dichte Führung der Ventilkolbenstange abgedichtet. Der Hub des Kolbens entspricht dem des Ventilkegels. An der einen Seite des Zylinderblockes 14 ist eine Bohrung mit einem kleinen Steuerkolben 17 untergebracht, der unter dem Einfluß eines kleinen Elektromagnets 18 heruntergedrückt und durch eine Feder 27 hochgehalten wird. Im stromlosen Zustand des. Elektromagnets wirkt der Dampfdruck über den Kanal ig und-2o auf der Oberseite des Kolbens und hält das Ventil geschlossen. Die Unterseite des Kolbens ist durch den Kanal 21 und 22 entlastet. Wird der Magnet vom Strom durchflossen, so wird der Steuerkolben 17 heruntergedrückt, und der Dampf tritt jetzt durch den Kanal i9 und 21 unter den Kolben, während die Oberseite des Kolbens durch den Kanal 20 und 23 entlüftet wird. Dadurch öffnet sich das Ventil. Beim Ausbleiben des Stromes geht der Steuerkolben unter dem Einfluß der Feder wieder hoch, und das Ventil wird geschlossen. Der Dampf fließt bei dem neuen Ventil in umgekehrter Richtung wie normal, der Dampf drückt also im geschlossenen Zustand des Ventils nicht unter, sondern auf den Ventilkegel, was verschiedene Vorteile hat. Einmal kann man den Dampf für die Betätigung des Kolbens, dessen Querschnitt größer ist als der Ventilsitz, unmittelbar aus dem- Raum über den Ventilkegel durch den Kanal i9 entnehmen. Der Schließdruck für den Ventilkegel setzt sich aus dem auf den Kegel und den Kolben wirkenden Drücken zusammen, ist also verhältnismäßig groß. Zum Öffnen genügt dagegen eine verhältnismäßig kleine Kraft, die sich aus dem auf die Unterseite des Kolbens wirkenden Dampfdruck abzüglich des auf den Kegel von oben wirkenden Dampfdrucks ergibt.
An einem elektrischen Zeitschalter 24 geeigneter Bauart kann man nun die gewünschte Dauer der Einschaltung von Hand einstellen. Neuartig ist die folgende Einrichtung, die es gestattet, mit Hilfe von vier Zeitstufen im ganzen zehn verschieden lange und immer um ioo/o größere oder kleinere Zeiten einzustellen. Dabei ergeben die vier 'Schaltstufen bei einer Umdrehung der gleichmäßig umlaufenden Welle 25 hintereinander vier voneinander unabhängige Einschaltzeiten, nämlich über die Dauer des Winkelweges von 36, 72, 1o8 und 144°'. Durch .entsprechende Zusammenschaltung dieser vier Stufen erhält man im ganzen zehn zusammenhängende, immer um ioo/o größere Schaltzeiten, und zwar

5 = 2 + 3 oder 4 + i = 18d°,

6=1-1-2-I-3 =216-°;

7 = 3 + 4 ° 252O

8=3+4+1 =289°i

9=2+3+4 =3240:

1o=1+2+3+4 =36o'°.

Der Vorteil der beschriebenen Zusammenstellung eines Zeitschaltventils besteht vor allem darin, daß nur eine kleine elektrische Leistung erforderlich ist, im Gegensatz zu den bekannten Magnetschaltventilen, bei welchen der Kegel selbst durch die Kraft des Magnets geöffnet oder geschlossen wird. Hier dient der elektrische Strom sozusagen nur als Impulskraft, so daß keine größeren Stromstöße und kein größerer Stromverbrauch auftritt. Die eigentliche Verstellkraft kommt durch die Wirkung des Dampfdruckes auf den Kolben zustande.
Als Vorteil des neuen Verfahrens kann vor allem angeführt werden, daß es sich um eine einfache, billige und den Ansprüchen genügende halbselbsttätige Regeleinrichtung handelt, die man auch in alte, vorhandene Dampfheizungsanlagen einbauen kann. Dabei kann man genau wie bei einer Warmwasserheizung nunmehr auch bei der Dampfraumheizüng eine bestimmte Heizleistung vorgeben und von Hand fest einstellen, wobei es dann nicht mehr vorkommen kann, daß durch das Öffnen von Fenstern eine Dampfverschwendung eintritt, Durch einen einfachen Schalter 26 in der elektrischen Zuleitung kann man die Heizung jederzeit auf schnellste und bequemste Weise, z. B. über Nacht, ausschalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Regelung einer Dampfheizung mit zeitweiligem An- und Abstellen des Dampfzuflusses, dadurch gekennzeichnet, daß das Anstellen selbsttätig in immer gleichbleibenden Abständen und das Abstellen je nach der Außentemperatur nach mehr oder weniger langer Zeit ebenfalls selbsttätig erfolgt, wobei die Einschaltdauer in genügend vielen Stufen oder stufenlos von Hand eingestellt werden kann.
2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verbindung folgender Merkmale: a) ein normaler Dampfventilkegel (ii) mit einem Kolben (15), der in einem besonderen Zylinderblock (i4) unmittelbar über der Gehäuseöffnung des Ventils liegt und durch eine Kolbenstange (13) mit dem Ventilkegel verbunden ist, b) ein in demselben Zylinderblock befindlicher Steuerschieber (17), der den Dampf für den Kolben umsteuert, wobei der Druck des Heizdampfes als Betätigungskraft benutzt wird, c) daß der Dampfdruck in geschlossenem Ventilzustand auf den Kegel drückt, d) daß die Fläche des Kolbens (15) größer ist als der lichte Durchgang des Ventilsitzes, e) daß der Zuleitungskanal für den Dampf zu dem Steuerschieber aus dem Dampfraum über dem Kegel ausgeht, f) ein den Steuerschieber (17) betätigender Elektromagnet, g) ein Zeitschalter (24).
3. Zeitschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe in einer Umdrehung der gleichmäßig umlaufenden Welle (25) hintereinander vier voneinander unabhängige Einschaltzeiten ergibt, von denen die Stufe i während eines Winkelweges von 36°, die Stufe ?- von 72'°; die Stufe 3 von io8° und die Stufe 4 von 144° den Strom schließt, wobei dann durch Zusammenschaltung wie folgt im ganzen zehn zusammenhängende, immer um io°/o größere Schaltzeiten erhalten werden können: 5 = 2 + 3 oder 4 + 1 = i8ö°, 6=1+2+3 =z16°, 7=3+4 -252e 8=3+4+1 =288'°, 9-2+3+4 =3240, 1o=1+2+3+4 =36o'0.