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Dampfbeheizter und in einem geschlossenen Dampfkondensat-Kreislaufsystem
eines Fernheizwerkes angeordneter Wärmetauscher Es sind bereits dampfbeheizte und,
in einem geschlossenen Dampfkondensat-Kreislaufsystem eines Fernheizwerkes angeordnete
Wärmetauscher bekannt, bei denen die Dampfzufuhr zu dem Heizsystem des Wärmetauschers
durch ein in der Kondensatabflußleitung liegendes, von mehreren Zustandsgrößen beeinflußtes
Regelventil überwacht wird, dessen Stellglieder in Abhängigkeit von der Vorlauf-,
der Kondensattemperatur und gegebenenfalls von weiteren Regelgrößen beeinflußt werden.
Bei dieser Regelanlage wird also das Regelventil nicht in die Dampfzuführungsleitung,
sondern in die Kondensatabflußleitung eingeschaltet, wobei die Regelung durch das
Kondensat-Regelventil derart vor sich geht, daß jeweils nur dann Kondensat aus dem
Kondensatraum des Wärmetauschers abfließen kann, wenn wenigstens die eingestellte
Vorlauf- und Kondensattemperatur unterschritten ist. Eine derartige Regelanordnung
hat insbesondere den Vorteil einer außerordentlich wirtschaftlichen und günstigen
Ausnutzung der dem Wärmetauscher zugeführten Dampfenergie.
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Die Kondensatregelung von Wärmetauscheranlagen unter Verwendung eines
Kondensat-Regelventils erfordert jedoch, daß einerseits eine Überflutung der Heizfläche
des Wärmetauschers sichergestellt wird und andererseits eine einwandfreie Abführung
des Kondensats gewährleistet ist.
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Hinsichtlich der Abführung des Kondensats aus dem Wärmetauscher in
eine Sammelleitung sei darauf hingewiesen, daß grundsätzlich drei verschiedene Dampfkondensat-Kreislaufsysteme
bekannt sind, und zwar liegt der Dampfdruck bei dem einen System immer über und
bei dem anderen System immer unter dem Druck der Kondensatsammelleitung, während
bei dem dritten System- -der--Dampfdruck derart schwanken kann, daß er sowohl über,
als auch unter dem Druck der Kondensatsammelleitung liegen kann.
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Bei einem Dampfkondensat-Kreislaufsystem der ersterwähnten Art sind
für die Abführung des K .ondensats in die Sammelleitung besondere Maßnahmen nicht
erforderlich, da der Dampfdruck vollauf genügt, um das Kondensat in das Kraftwerk
oder in eine Sammelstation zu drücken. Sobald jedoch der Dampfdruck, dessen Höhe
nach der Entfernung zum letzten Wärmeverbraucher bei Maximalbedarf ausgelegt wird,
unter dem Druck der Kondensatsammelleitung liegt, sind zur sicheren Abführung des
Kondensats besondere Vorkehrungen notwendig. Diese bestehen im allgemeinen darin,
daß nach dem Kondensat-Regelventil ein geschlossenes oder offenes Kondensatsammelgefäß
angeordnet ist, dessen Niveauregler eine nachgeschaltete Pumpe steuert, durch die
das Kondensat hochgedrückt und in die Sammelleitung geführt wird. Eine derartige
Kondensatrückführungsanordnung wird jedoch insbesondere wegen des Kondensatsammelgefäßes
mit einem Niveauregler als unwirtschaftlich und betriebsunsicher angesehen.
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Die Erfindung betrifft einen dampfbeheizten und in einem geschlossenen
Dampfkondensat-Kreislaufsystem eines Fernheizwerkes angeordneten Wärmetauscher,
der durch Änderung der Höhe des Spiegels des das Heizrohrsystems des Wärmetauschers
umgebenden Kondensats in Abhängigkeit von der Temperatur des abfließenden Kondensats
und der Vorlauftemperatur des erwärmten Mittels geregelt wird. Sie macht sich zur
Aufgabe, die Unterkühlung und Abführung des Kondensats sowie die Überflutung des
Heizsystems des Wärmetauschers mit Kondensat noch einfacher und wirtschaftlicher
durchzuführen als bisher. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in
der vom Wärmetauscher zur Kondensatsammelleitung des Systems führenden Kondensatleitung
in an sich bekannter Weise eine Kondensatpumpe angeordnet ist, die von der Kondensat-
und Vorlauftemperatur gesteuert wird. DieKondensatpumpe kann hierbei zweckmäßig
unmittelbar in die Kondensatleitung stopfbuchsenlos eingebaut werden. Zwischen der
Kondensatpumpe und dem Wärmetauscher kann ferner ein Rückflußventil, beispielsweise
in Form einer Kugel, angeordnet werden.
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Bei einem unter dem Druck der Kondensatsammelleitung liegendem Dampfdruck
ist ein weiteres Kondensatregelventil nicht notwendig. In diesem Fall ist in der
Kondensatleitung nur die von dem Vorlauf- und Kondensatthermostaten überwachte Kondensatpumpe
vorgesehen.
Bei einem Dampfkondensä1-Kreislaufsystem mit stark schwankendem
Dampfdruck, also einmal über und einmal unter dem Druck der, Kondensatsammelleitung,
kann die Anordnung derart getroffen werden, daß die Kondensatpumpe und ein zusätzliches
Regelventil entweder parallel oder in Reihe zueinander geschaltet sind, wobei die
Thermostatsteuerung dieser beiden Regelglieder in Abhängigkeit von einem Differenzmanostaten
erfolgt, der einerseits vom Dampfdruck und andererseits vom Druck der Kondensatsammelleitung
beeinflußt wird.
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Im Falle einer ParalleIschaltung der Kondensatpumpe und des Regelventils
werden dann die Steuerleitungen der dieKondensatpumpe steuerndenThermostate von
dem Differenzmanostaten bei Auftreten eines unter dem Druck der Kondensatsammelleitung
liegenden Dampfdruckes von dem Stellglied des Regelventils abgeschaltet und mit
der Kondensatpumpe verbunden. Bei einer Reihenschaltung der Kondensatpumpe und des
Regelventils werden die Steuerleitungen der die Kondensatpumpe steuernden Thermostate
von den Differenzmanostaten bei einem unter dem Druck der Kondensatsammelleitung
liegenden Dampfdruck mit der Kondensatpunipe und dem Stellglied des Regelventils
und bei einem über dem Druck der Kondensatsammelleitung liegenden Dampfdruck aber
nur mit dem Stellglied des Regelventils verbunden.
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In der Zeichnung sind in den Abb. 1 bis 3 Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt.
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Abb. 1 zeigt ein Dampfkondensat-Kreislaufsystem, bei dem der Dampfdruck
immer unter dem Druck der Kondensatsammelleitung liegt, während bei dem Dampfkondensat-Kreislaufsystem
nach den Abb. 2 und 3 der Dampfdruck sowohl über als auch unter dem Druck der Kondensatsammelleitung
liegen kann.
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Die in den Abb. 1 bis 3 dargestellten Anordnungen enthalten einen
Wärmetauscher 1, dessen Heizrohrsystem 2 einerseits an die mit der Vorlaüf-Fernheizleitung
3 verbundene Dampfzuführungsleitung 4 und andererseits mit der Kondensatabflußleitung
5 verbunden ist. Der Eingang 6 und der Ausgang 7 des Wärmetauschers
1 sind mit der nicht dargestellten Warmlvasseranlage verbunden. In der Steuerleitung
23 ist ein Vorlaufthermostat 8 und ein Kondensatthermostat 9 für die Temperaturbegrenzung
angeordnet.
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Die Wärmetauscheranlage nach Abb. 1, bei der der Dampfdruck unter
dem Druck der Kondensatsammelleitung 10 liegt, weist in der Kondensatabflußleitung
5
eine elektrische Kondensatpumpe 1i auf, deren Aufgabe es ist, das Kondensat
beispielsweise noch etwa 30 m hoch zu drücken und in die Kondensatsammelleitung
10 zurückzubefördern, wobei ein besonderes Kondensat-Regelventil bei dieser
Anordnung nicht vorgesehen ist. Die hintereinandergeschalteten Thermostate 8, 9
steuern demzufolge einen Motor der Kondensatpumpe 11. In der Kondensatabflußleitung
5 liegt noch hinter der Kondensatpumpe 11 ein Handventil 12, das auf die maximale
Durchflußmenge eingestellt wird. Bei Erreichung der an dem Vorlaufthermostat 8 und
an dem Teniperaturbegrenzungsthermostaten 9 eingestellten Temperatursollwerte wird
der Motor der Kondensatpumpe 11 erregt, wodurch das Kondensat in die Kondensatsammelleitung
10 geführt wird. -Die Kondensatpumpe 11 ist zweckmäßigerweise direkt in die
Kondensatabflußleitung 5 eingebaut, so daß eine besondere Stopfbuchse nicht erforderlich
ist. Sie weist auch ein einfaches Rückflußventi113, beispielsweise in Form einer
in der Kondensatabflußleiteng 5 liegenden, den Rückfluß verhindernden Kugel auf.
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Bei den Wärmetauscheranlagen nach den Abb.2 und 3 ist die Regelanordnung
so getroffen, daß eine sichere Abführung des Kondensats auch dann gewährleistet
ist, wenn der Dampfdruck in weitgehender Weise schwankt, also sowohl über als auch
unter dem Druck der Kondensatsammelleitung 10 liegen kann. Zur Erreichung dieses
Zweckes ist ein Differenzmanostat 14 vorgesehen, der einerseits mit der Dampfzuführungsleitung
4 und andererseits mit der Kondensatsammelleitung 10 über eine Rohrleitung 15 bzw.
16 verbunden ist und dessen Differenzdruck auf eine Umschaltvorrichtung 17 einwirkt.
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Bei der Anlage nach Abb. 2 enthält die Kondensatabflußleitung
5 ein Absperrventil 18, die Kondensatpumpe 11 mit Rückflußventil 13
und ein auf die maximale Durchflußmenge eingestelltes Handventil 12. Parallel zu
diesem Regelaggregat liegt ein weiteres Regelaggregat, das in Hintereinanderschaltung
ein Regelventil 19 mit einem Magnetstellglied 20, ein Handventil 21 und ein Rückflußventil
22 aufweist.
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Die von dem Differenzdruck des Differenzmanostaten 14 beeinflußte
Umschaltvorrichtung 17 ist einerseits mit der Steuerleitung 23 der Thermostaten
8, 9 und andererseits mit dem Motor der Kondensatpumpe 11 und mit dem Magnetstellglied
20 des Regelventils 19 verbunden. e Durch die Umschaltvorrichtung 17 des
Differenzrnanostaten 14 werden bei einem über dem Druck der Kondensatsammelleitung
10 liegenden Dampfdruck die die Kondensatpumpe 11 steuernden Thermostate 8, 9 mit
dem Stellglied 20 des Regelventils 19 und bei einem unter dem Druck der Kondensatsammelleitung
10 liegenden Dampfdruck die die Kondensatpumpe 11 steuernden Thermostate 8, 9 mit
dem Motor der Kondensatpumpe 11 verbunden. Es wird demzufolge in Abhängigkeit von
den von den Thermostaten 8, 9 gemessenen Temperaturen in dem einen Fall der Kondensatabfluß
über das Regelventil 19 erfolgen und in .dem anderen Fall durch die Kondensatpumpe
11 herbeigeführt.
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Man kann selbstverständlich die Regelanordnung auch gemäß Abb.3 treffen,
bei der die Kondensatpumpe 11 mit dem Rückflußventil 13, das Regelventil
19 mit dem Magnetstellglied 20 und das Handventil 12 in Reihe liegen.
Hierbei ist die Umschaltvorrichtung 17 des Differenzmanostaten
14 mit dem Motor der Kondensatpumpe 11 und dem Magnetstellglied
20
des Regelventils 19 derart verbunden, daß bei einem Dampfdruck, d_ efi--über=
demz-Druck der Kondensatsammelleifung liegt, nur das Magnetstellglied
20 des Regelventils 19 von den Thermostaten 8, 9 und bei einem
Dampfdruck unter dem Druck der Kondensatsammelleitung die Kondensatpumpe 11 und
das Ma gnetstellglied 20 des Regelventils 19 von den Thermostaten 8, 9 beeinflußt
werden. Diese Anordnung hat gegenüber der nach Abb. 2 den Vorteil der einfacheren
Leitungsführung und des geringeren Ventilaufwandes, da ein besonderes Rückflußventi122
(Abb.2) nicht mehr erforderlich ist.
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen erfolgt die Regelung des
Kondensatabflusses auf elektrischem Wege. An Stelle der elektrischen Steuerung kann
jedoch auch eine pneumatische Steuerung treten, wobei die Thermostate als pneumatische
Thermostate, das Regelventil als Membran-Regelventil ausgebildet sind und die Kondensatpumpe
mit pneumatischen Steuermitteln ausgerüstet ist. Zweckmäßigerweise ist der Motor
der Kondensatpumpe mit einer thermischen in
die Motorwicklung eingebauten
Sicherung gegenübertemperatur, beispielsweise in Form eines Thermowiderstandselementes
oder eines Bimetalles versehen.