DE1401092A1

DE1401092A1 - Verfahren zur Temperaturregelung dampfbeheizter Waermeaustauscher

Info

Publication number: DE1401092A1
Application number: DE19551401092
Authority: DE
Inventors: Helmut Baelz
Original assignee: HELMUT BAELZ GESELLSCHAFT fur PATENTVERWERTUNG MBH; Helmut Baelz Gesellschaft fuer Patentverwertung mbH
Current assignee: HELMUT BAELZ GESELLSCHAFT fur PATENTVERWERTUNG MBH; Helmut Baelz Gesellschaft fuer Patentverwertung mbH
Priority date: 1953-01-24
Filing date: 1955-11-28
Publication date: 1968-12-12
Also published as: DE1401091A1; DE1018439B

Description

Verfahren zur Temperaturregelung dampfbeheizter Wärmeaustauscher nach Patent . . . . . . ®. . (Patentanmeldung 3 23 956 Um in Wärmeverbrauchsanlagen den neuzeitlich gestellten Anforderungen einer hohen Betriebssicherheit und Regelgenauigkeit sowie einer wirtschaftlichen Ausnutzung der Wärmeenergie in dem Wärmeaustauscher in weitgehender Weise nachzukommen, wurde nach dem Hauptpatent bei einem Verfahren zur Temperaturregelung dampfbeheizter Wärmeauatauscher der Vorschlag gemacht, den Kondeatsbfluß außer von der Kondensattemperatur noch von wenigstens einer weiteren Regelgröße derart zu regeln, daß erst nach Erreichung des eingestellten Sollwertes der Kondensattemperatur die weitere Regalgröße im den Kondensatabfluß regelnden Sinne eingreifen kann:.
Durch das Verfahren nach der Hauptpatent werden wohl gegenüber den bisherigen Regelanordnungen bei. Wärmeaustauschern wesentliche Vorteile, insbesondere eine erhöhte Ausnutzung der dem Wärmeaustauscher zugeführten Wärmemenge erreicht. Bei Anwendung dieses Verfahrens in Wärmeverbrauchsanlagen mit diskontinuierlichem Betrieb, also bei starkem Lastwechsel besteht jedoch unter Umständen insbesondere dann, ,wenn der Dampfdruck weit über dem Wasserdruck zu liegen kommt oder wenn das Wasser-der Wärmeanlage ohne zusätzliche Pumpenleistung umgewälzt wird, die Möglichkeit von Dampfbildung in dem Wärmeaustauscher. Diese durch örtliche Überwärme im Wärmeaustauscher hervorgerufene Dampfbildung kann nun. zu den bekanntlich äußerst unangenehmen Dampfschlägen führen. .
Die Erfindung besieht sich auf ein Verfahren zur Temperaturregelung dampfbeheizter Wärmeaustauscher udgl. nachdem Hauptpatent, das sich zur Aufgabe macht, den vorstehend genannten Nachteil: zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Kondensatregelventil auch noch von weiteren in der Heizstrecke des Wärmeaustauschers verteilt angeordneten, die Aufheizungakennlinie bestimmenden Uberwachungs-Wärmefühlern derart gesteuert wird, daß dieses bei Erreichung der eingestellten Temperaturwerte sämtlicher Wärmefühler geschlossen wird. _ Bei den Anordnungen zur Ausübung dieses Verfahrens können die verschiedenen bekannten Ausführungsarten von wie beispiels-weise Flüssigkeits-Ausdehnungsthermostate, Kontakt-Thermostate, pneumatische Thermostate, Widerstandsthermostate u. dgl. Verwendung finden. Bei Verwendung von Flüssigkeits-Auadehnungathermostaten wird das mit diesem verbundenen Kondensatregelventil so eingestellt, daß es bei Erreichung der eingestellten Temperaturwerte sämtlicher Flüssigkeits-Ausdehnungsthermostate geschlossen wird. In ähnlicher Weise ist dies auch bei Verwendung von pneumatischen Thermostaten der Fall, nur steuern hierbei diese die mit dem Membranraum eines Kondensat Membran.-ventils verbundene Steuerluftleitung. Bei Durchführung der Uberwachung der Überwärme des Wärmeaustauschers mittels Kontaktthermostate liegen deren in Reihe zueinander geschalteten Kontakte in einem Steuerkreis eines Kondensat-Magnetventils.
Die Anordnung kann weiterhin auch so getroffen werden, daß die gemessenen Werte der in der Heizstrecke und im Kondensat des Wärmeaustauschers angeordneten Wärmefühler einem Einstellgerät zugeführt werden, von dem ferner noch weitere Temperaturwerte, wie beispielsgreise die Vorlauftemperatur der Wärmeanlage derart einstellbar und mit den anderen Measwerten abgestimmt sind, daB eine das Auftreten von Uberwärme in dem Wärmeaustauscher verhindernde Beeinflussung und temperaturabhängige Steuerung des Kondensat-Regelventils erfolgt. Zweckmäßigerweise ist bei ,Verwendung von elektrischen Thermostaten,dieses Einstellgerät als Elektronengerät ausgebildet. _ In der Zeichnung sind in den Abbildungen 1 bis 3 mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Die Wärmeaustauscher nach den Abbildungen 1 bis 3 weisen ein aus engen Windungen 1 und weiten Windungen 2 bestehendes Heizrohrsystem auf, das einerseits mit der Dampfzuführungsleitung 3 und andererseits mit der Kondensat-Abflußleitung 4 verbunden ist. Der Wärmeaustauscher 5 ist ferner noch mit der Vorlaufleitung 6 und der Rücklaufleitung 7 verbunden. In der Kondensatabflußleitung 4 liegt das Kondensat-Regelventil $: Bei der Anordnung nach Abb. 1 ist das Verstellglied des Kondensatregelventils 8 mit den Druckleitungen 9, 10, 11 der Flüssigkeits-Ausdehnungsthermostate 12, 13, 14 verbunden. Hierbei ist der Thermostat 12 in dem Kondensatraum 15, der Thermostat 13 in der Mitte und der Thermostat 14 am Köpf 16 des Wärmeaustauschers angeordnet.
Die drei Flüssigkeits-Ausdehnungsthermostate 12, 13, 14 werden auf die von ihnen zu überwachenden, keine örtliche Überwärme und damit keine Verdampfung auf der Wasserseite zulassenden Ansprechtemperaturwerte eingestellt.
Bei einer durch einen starken Laststoß hervorgerufenen plötzlichen übermäßigen Erwärmung des Warmwassers durch das Heizrohrsystem ist es möglich, daB ohne Überwachung des Wärmeaustauschers durch Überwachungathermosta:te Dampfbildung auftreten kann. Werden jedoch an verschiedenen Orten der Heizstrecke, wie beispielsweise in Abb. 1 vorgesehen Überwachungsth4rmostate 12, 13, 14 angeordnet, dann werden die durch die auf- -tretende starke Überwärme an den Meesorten auftretenden Temperaturen die eingestellten Werte an den Thermostaten 12, 13, 14 erreichen,-wodurch diese ein Schließen des Kondensatventils 8 bewirken, falls die KondensatabfluBleitung entsprechend dem Regelzustand der Anlage offen war.
Durch eine derartig verteilte Anordnung der Thermostate in dem-Wärmeaustauscher wird also jeder aufgeteilten Heizstrecke ein Aufwärmungswert zugeordnet, wodurch die Aufheizung des Wärmeaustauschers kontrolliert und damit die gewünschte Aufheizungskennlinie erzwungen werden kann.
Diese Beeinflussung der Heizstrecke des Wärmeaustauschers'vermeidet demnach, daB bei plötzlichem Wärmebedarf bis zur völligen Überflutung der Heizfläche eine kurzzeitige Überheizung, insbesondere am Austritt des Warmwassers, eintreten kann, .was vor allen Dingen bei großen Wärmeaustauschern von Bedeutung ist. Bei einer derartigen Überwachungsanordnung werden also die Thermostate bereits eine Schließung des Kondensatventils bewirken, bevor eine Überhitzung am Warmwasseraus- tritt auftreten kann, also bevor beispielsweise der eigentlicle Regel- thermostat im Vorlauf anspricht. Die Überwachungsthermostate haben dem- nach die Aufgabe, eine im schließenden Sinne wirkende Verriegelung des Kondensatventils.bei auftretender Überwärme zu bewirken.
Die Bestimmung der Aufheizungskennlinie kann auch in gleicher Weise wie bei der Anordnung mit Flüssigkeits-Ausdehnungsthermostate durch eine Anordnung erziält werden, wie sie in Abb. 2 dargestellt ist. Hier treten anstelle der Flüssigkeitsthermostate elektrische Thermostate 18, 19, 209 219 22, deren Kontakte hintereinander geschaltet sind und in dem Steuerstromkreis des Magnetstellgliedes 23 des Kondensatregel-'ventiles 8 liegen. Auchhierbei ist der Vorgang derg daß bei Erreichung der eingestellten durch Überwärme hervorgerufenen Temperaturen aller elektrischen Thermostate das Kondensatmagnetventil 8 im schließenden Sinne und bei Unterschreitung der eingestellten Temperaturen im öffnen- den Sinne betätigt wird.
Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 sind ebenfalls wieder elektrische Überwachungsthermostate 18, 199 209 22 an verschiedenen Stellen der Heizstrecke- des Wärmeaustauschers 5 angeordnet. Nur wirken hierbei die- se elektrischen Thermostate 189 19, 209 22 nicht unmittelbar auf das Magnetstellglied 23 des Kondensat Magnetventils 8 eins sondern unter Zwischenschaltung eines Einstellgerätes 259 das zweckmäßig als Elektronengerät ausgebildet ist. Das Einstellgerät 25 ist nun hierbei durch die Steuerleitungen 26, 27, 289 29 mit den einzelnen in dem Wärmesustauscher an verschiedenen Stellen angeordneten elektrischen Thermostaten 18, 19, 209 22 und durch die Steuerleitungen 30 mit dem Magnetstellglied 23 des Kondensat Magnetventiles 8 verbunden. An dem Einstellgerät 25 kann nun mittels der Einstellung 31 noch die Vorlauftemperatur und je nach der Größe der Heizfläche vielmehr nach der Höhe der Temperatur den Rücklaufen mittels der Einstellung 32 die Kondensattemperaturg bei Nochdruck-Heißwasser die Rücklauftemperatur den Heizmittels eingestellt werden.
Als Beispiel ist also angenommen, daß an dem Einstellgerät 25 zwei Tem- peraturwerte eingestellt werden können, die mit den Temperaturwerten der inheizstrecke des Wärmeaustauschers so abgestimmt sindr daß bei einem plötzlichen Lastwechsel keine örtliche Überwärme und damit keine Verdampfung auftreten kann. Das Einstellgerät 25 kann auch so ausgebildet sein, daß an diesem nur die Vorlauftemperatur eingestellt wird und der Heizmittelabflußwert, der bei Dampf die Kondensat-Temperatur und bei Hoohdruck Heißwasser die Rücklauftemperatur ist, automatisch durch Dif- ferenzbildung mit der Vorlauftemperatur gebildet wird. Wird beispiels-weise eine Vorlauftemperatur von 900 eingestellt, dann kann für den Heizmittelabfluß eine Differenz von 20o gewählt werden, d. h. es kann auto-matisch mit 909 Vorlauftemperatur und 7O0 HeizmittelabfluBTemperatur gefahren werden, wobei die Heizmittelabflußtemperatur weitgehend mit der Rücklauftemperatur identisch ist, soweit natürlich die Heizfläche nicht überdimensioniert ist.

Claims

Patentansprüche 1.)@Terfahren zur Temperaturregelung dampfbeheizter Wärmeaustauscher u. Jdgl., bei dem der KondensatabfluB in Abhängigkeit von einer Tem-. peratur des Wärmeaustauschers überwacht wird, nach Patent ........... (Patentanmeldung B 23 956), dadurch gekennzeichnet, daB-das Kondensat-Regelventil auch noch von weiteren in der Heizstrecke des Wärmeaustauschers verteilt angeordneten die Aufheizungakennlinie bestimmenden Überwachungs-Wärmefühlern derart gesteuert wird, daB dieses bei .Erreichung der eingestellten Temperaturwerte sämtlicher Wärmefühler geschlossen wird. 2.) Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB in der Reizstrecke des Wärmeaustauschers Flüssigkeits-Ausdehnungathermostate verteilt angeordnet sind, die auf das Kondensat- Regelventil derart einwirken, daß es bei Erreichung der eingestellten Temperaturwerte sämtlicherMasigkeitsthermostate geschlossen wird. 3.) Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, daß in der Heizstrecke des Wärmeaustauschers Kontaktthermostate verteilt angeordnet in Reihe zueinanderliegenden Kontakte in dem Steuerkreis des Magnetsystems eines Kondensat-Magnetventils liegen. ¢.) Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, da-durch gekennzeichnet, daB in der Reizstrecke des Wärmeaustauschers pneu- matische Thermostate angeordnet sind, die die mit dem Membranraum eines. Kondensat-%mbranventils verbundene Steuerluftleitung derart steuern, daß das Kondensatventil bei Erreichung der eingestellten Temperaturwerte der pneumatischen Thermostate geschlossen wird. 5.) Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, da- durch gekennzeichnet, daß die gemessenen Werte der in der Heizstrecke und im Kondensat des Wärmeaustauschers angeordneten Wärmefühler einem Einstellgerät zugeführt werden, von dem ferner noch weitere Temperaturwertes wie beispielsweise die Vorlauftemperatur der Wärme- anlege o#rärt_ enä e .rär t nrd mit den anderen Messwerten abgestimmt

sind' daB eine das Auftreten von 'Überwärme in dem Wärmeaustauscher verhindernde Beeinflussung und temperaturabhängige Steuerung des Kondensat-Regelventils erfolgt. 6.) Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 59 da-durch gekennzeichnet, daß bei Verwendung- von elektrischen Wärmefifhlern das Einstellgerät als elektronisches Gerät ausgebildet ist.