DE1061051B - Sammelheizungsanlage mit durch Abgase von Verbrennungskraftmaschinen erhitztem Waermetraeger - Google Patents

Description

• Sammelheizungsanlage mit durch Abgase von Verbrennungskraftmaschinen erhitztem Wärmeträger Die Erfindung betrifft eine Sammelheizanlage mit durch Abgase von Verbrennungskraftmaschinen erhitztem, umlaufendem, flüssigem oder dampfförmigem Wärmeträger und selbsttätiger Regelvorrichtung.
• Bei derartigen Anlagen, wie sie vorzugsweise auf Schiffen mit Brennkraftmaschinen als Haupt- oder Hilfsantriebsmotoren zur Anwendung gelangen, wird gewöhnlich die Abgaswärme in einer Abzweig- und Umgehungsleitung ausgenutzt und die Wärmeleistung durch Einstellen von Drossel- oder Wechselklappen im Abgasstrom festgelegt. Diese Klappen können sich durch Zunderbildung festsetzen, schließen dann nicht richtig ab und geben so leicht Anlaß zu Betriebsstörungen. Zur Vermeidung einer Unter- oder Überheizung erfordern diese Klappen auch ständige Bedienung, was umständlich ist. Die thermostatische Einstellung dieser Klappen wird durch die vorgenannten Mängel nachteilig beeinflußt, was sich durch Außerbetriebsetzungen der Anlage bemerkbar macht.
• Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile und die Schaffung einer möglichst einfachen, sich weitgehend selbsttätig regelnden Anlage der vorgenannten Art. Erreicht wird dies dadurch, daß bei einer Anlage der eingangs angeführten Gattung in das Abgasrohr der Verbrennungskraftmasohine als Heizkessel in an sich bekannter Weise ein Erweiterungsrohrstiick mit mehreren zum Abgasrohr gleichachsig verlaufenden Abgaskanälen und Durchlaufkanälen für den Wärmeträger eingeschaltet ist und diese Durchlaufkanäle über ein von einem angeschlossenen @,#% ärmetauscher thermostatisch gesteuertes Absperrventil mit diesem Wärmetauscher sowie parallel dazu über ein Überdruckventil an einen Nebenkreislauf des Wärmeträgers mit einem gleichzeitig als Standrohr ausgebildeten und mit Kühlinitteln versehenen Ausgleichsgefäß und mit einer Rückleitung angeschlossen sind und die selbsttätige Regelung außer durch den Thermostaten im Wärmetauscher durch den von dem Nebenkreislauf beeinflußten Wasserstand in den Durchlaufkanälen des Heizkessels erfolgt.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Anlage gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der ganzen Heizanlage, Fig. 2 das Erweiterungsrohrstiick des Abgasrohres im Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, F ig. 3 das Ausgleichsgefäß im Nebenkreislauf -im -)uerschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.
• 1 ist das Abgasrohr der Brennkraftmaschine, z.-B.-eines Dieselmotors, in das als Heizkessel ein Erweiterungsrohrstück 2 eingesetzt ist. Dieses Rohrstück 2 besitzt einen erweiterten Außenmantel 3, einen äußeren Ringraum 4 und einen mittleren Hohlraum 5 als Durohlau£kanäle für den zu erhitzenden Wärmeträger, wie z. B. Wasser, und dazwischen einen Durohtrittkanal 6 für die Abgase mit von den gegenüberliegenden Rohrwänden dieses Kanals ausgehenden Rippen 7 und 8, die schräg zur radialen Richtung und in Strömungsrichtung verlaufen und zwischen den gegenüberliegenden Rippenkränzen 7 und 8 einen Ringquerschnitt für die durchströmenden Abgase frei lassen. Im mittleren Hohlraum 5 kann in der Mitte ein zusätzliches Durchtrittrohr 9 für die Abgase vorgesehen werden. Der äußere Ringraum 4 und der mittlere Hohlraum 5 für den Wärmeträger sind durch Querkanäle untereinander verbunden.
• Der äußere Ringraum 4 ist durch die Stutzen 10 und 11 an das Rohrnetz einer Heizungsanlage angeschlossen, an die über die Vor- und Rücklauf -leitungen 13 und 12 ein Wärmetauscher 14 angeschlossen ist, der seinerseits einen getrennten Heizkreislauf 15 speist. Von den Vor- und Rücklaufleitungen sind Rohrleitungen 16, 17 zu einem Nebenkreisilauf abgezweigt, von denen die Leitung 16 über eine um etwa einen halben Meter nach unten geführte Schleife 18 nach einem Ausgleichsgefäß 19 führt, während die Leitung 17 über ein Überdruckventil 20 nach einer in den unteren Teil des Ausgleichsgefäßes angeordneten Kühlschlange 21 führt. Das Ausgleichsgefäß besitzt außen Kühlrippen 22 und, liegt etwa 3,5 bis 5 m über dem Rücklauf stutzen 10 unten am Kessel. In die Vorlaufleitung 13 nach dem Wärmetauscher 14 ist ein Regelventil 23 mit einem die Temperatur im Heizkreislauf 15 des Wärmetauschers überwachenden Thermostaten 24 eingeschaltet, der bei einer bestimmten, einstellbaren Temperatur das Regelventil 23 drosselt oder schließt.
• Sich in den Durchlaufkanälen 4, 5 des Heizkessels z. B. bildender Niederdruckdampf strömt als Z Tärmeträger über das Regelventil 23 in den Wärmetauscher 14, gibt dort seine Verdampfungswärme ab und kehrt als Kondensat in den Heizkessel zurück. Schließt sich das Regelventil 23 unter dem Einfluß des Thermostaten 24 selbsttätig bei der eingestellten Temperatur im Wärmetauscher 14, so steigt der Dampfdruck in der Vorlaufleitung, und das Heizmittel wird langsam in das Ausgleichsgefäß 19 gedrückt. Damit verringert sich die Dampferzeugung in den Kanälen 4, 5, das Regelventil 23 öffnet sich nach entsprechendem Temperaturabfall im Wärmetauscher 14 wieder, und es tritt langsam Gleichgewicht zwischen dem Heizkessel in der Abgasleitung und dem Wärmeverbrauch im Wärmetauscher 14 ein.
• Steigt bei Außerbetriebsetzung des Wärmeverbrauchers der Dampfdruck in den Durchlaufkanälen 4, 5 des Heizkessels so hoch an, daß der gesamte flüssige Wärmeträger in das Ausgleichsgefäß 19 gedrückt wird, und dehnt sich hiernach der Dampf im Heizkessel von etwa 0,45 atü Spannung durch Überhitzung weiter aus, so öffnet sich das Überdruckventil 20 und läßt so viel Dampf in die im Ausgleichsgefäß eingebaute Kühlschlange 21 strömen, bis das durch die Überhitzung sich vergrößernde Wärmeträgervolumen ausgeglichen ist. Die geringe Nachverdampfung in den fast wasserlosen Durchlaufkanälen 4, 5 im Kessel wird im Ausgleichsgefäß 19 laufend niedergeschlagen.
• Die Sicherheitsrohrschleife 18 im Nebenkreislauf verhindert ein vorzeitiges Durchschlagen des Dampfes durch die Verbindungsleitung 16 nach dem Ausgleichsgefäß.
• Um bei Überholungsarbeiten die Heizungsanlage ohne Wasserverluste entleeren zu können, ist ein Auffangbehälter 25 vorgesehen, der gleichzeitig als Vorratsbehälter für den Wärmeträger dient und inhaltmäßig dem einfachen oder doppelten Kesselinhalt entsprechen kann. Der Auffangbehälter 25 ist mit der Sicherheitsrohrschleife 18 durch die Rohrleitung 26 unter Zwischenschaltung einer Handpumpe 27 und eines Dreiwegehahnes 28 verbunden. Von den drei Stellungen des Dreiwegehahnes wird eine Stellung zum Entleeren, die zweite Stellung zum Füllen und die dritte Stellung für den Betrieb benutzt. Um die bei geringer Belastung der Abgaskesselanlage oder plötzlich schließendem Regelventil 23 im Ausgleichsgefäß 19 trotz der Kühlrippen 22 sich etwa noch bildenden Dampfwrasen sicher zum Niederschlagen zu bringen und somit jeglichen Wasserverlust zu vermeiden, wird das Entlüftungsrohr 29 des Ausgleichsgefäßes in den Auffangbehälter 25 geführt. Die Dampfwrasen kondensieren hier an der Oberfläche des Wärmeträgervorrates und an den Wänden des Behälters 25. Der Behälter 25 erhält ein Standrohr 30 mit Wasserschloß als Sicherheitseinrichtung. Ein Entlüftungsrohr 31 des Vorratsbehälters kann beliebig hoch: gezogen werden, um den Wrasen ganz niederzuschlagen.
• Durch den an sich bekannten Einbau der Durch--lauf -kanäle 4, 5 des Heizkessels in die Abgasleitung 1 wird erheblich an Raum und Gewicht gespart. Durch den Fortfall von Einstellklappen oder anderen mechanischen Regelvorrichtungen in der Abgasleitung werden Störungen vermieden und durch die selbsttätige Rege-Jung die ständige Überwachung bis auf die Nachprüfung des Wärmeträgerstandes vermieden. Dabei dient das Ausgleichsgefäß 19 gleichzeitig als Standanzeiger für den Wärmeträger. Selbst wenn längere Zeit keine Wärme gebraucht wird, ist es nicht nötig, die Wärmeträgerkreisläufe zu entleeren. Die Anlage ist daher stets betriebsbereit und erfordert nur in größeren Zeitabständen eine Nachprüfung der Menge des Wärmeträgers.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHr-1. Sammelheizungsanlage mit durch Abgase von Verbrennungskraftmaschinen erhitztem, umlaufendem, flüssigem oder dampfförmigem Wärmeträger und selbsttätiger Regelvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in das Abgasrohr (1) der Verbrennungskraftmaschine als Heizkessel in an sich bekannter Weise ein Erweiterungsrohrstück mit mehreren zum Abgasrohr gleichachsig verlaufenden Abgaskanälen (6,9) und Durchlaufkanälen (4, 5) für den Wärmeträger eingeschaltet ist und diese Durchlaufkanäle über ein von einem angeschlossenen Wärmetauscher (14, 15) thermostatgesteuertes Absperrventil (23, 24) mit diesem Wärmetauscher sowie parallel dazu über ein Überdruckventil (20) an einen Nebenkreislauf des Wärmeträgers mit einem gleichzeitig als Standrohr ausgebildeten und mit Kühlmitteln (21, 22) versehenen Ausgleichsgefäß (19) und mit einer Rückleitung (16) angeschlossen sind und die selbsttätige Regelung außer durch den Thermostaten (24) im Wärmetauscher durch den von dem Nebenkreislauf beeinflußten Wasserstand in den Durchlaufkanälen (4, 5) des Heizkessels erfolgt.
2. 2. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Heizkessel der Gesamtquerschnitt der Abgaskanäle (6, 9) annähernd gleich :oder größer als der Querschnitt des Abgasrohres am Verbrennungsmotor ist.
3. 3. Heizungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß das Ausgleichsgefäß (19) mit einem äußeren Kühlrippenmantel (22) und einer inneren Kühlschlange (21) ausgerüstet ist, in der etwa in den Durchlaufkanälen (4, 5) des Heizkessels entstehender Dampf des flüssigem. Wärmeträgers bei durch den Dampf geöffnetem Überdruckventil (20) niedergeschlagen wird, während das Niederschlagwasser durch die Rückleitung (16) in den Heizkessel unten eingeführt wird.
4. 4. Heizungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Rückleitung (16) über eine Umschaltvorrichtung (28) ein Flüssigkeits-und Vorratsbehälter (25) angeschlossen ist, dessen oberer Teil mit dem oberen Teil des Ausgleichsgefäßes (19) durch eine Überlaufleitung (29) verbunden ist.
5. 5. Heizungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Umschaltvorrichtung (28) und dem Flüssigkeits- und Vorratsbehälter (25) in einer Nebenleitung eine Pumpe (27) eingeschaltet ist, mit der im Bedarfsfalle Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter (25) in den Heizkessel gefördert werden kann. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 567 947, 916 852.