Verfahren für den Betrieb von Wärmeverbrauehsanlagen. [-in einen Raum auf eine gewünschte Teru- peratur zu bringen, wird die durch den als Heizkörper ausgebildeten Wärmeverbraucher strömende Wärmeträgermenge zwischen einem llatimrrm und einem Minimum geändert bzw. ganz abgestellt.
Diese Regelung geschieht mit tels eines Drosselorganes in Form eines Durch- gangsventils bzw. Hahnens. Da die durchflie ssende Wärmeträ.germenge nun aber nicht etwa linear proportional dem Schliesswinkel jener Organe ist, wird die eigentliche Regelung auf einen kleinen Weg verdichtet und ist. nicht befriedigend, das heisst., es kann damit nur schwer eine bestimmte Raumtemperatur einge stellt werden. Ein solches Drosselorgan arbei tet praktisch nicht als Regelorgan, sondern nur als Absperrorgan.
Ferner ist nicht zu übersehen, dass eine solche Regelung eines Wärmeverbrauchers eine Rückwirkung auf die andern Wärmeverbraucher der gleichen An lage im Sinne einer Erhöhung oder Erniedri- Irrr@r der Wärmeabgabe hat., was auch nicht erwünseht ist.
Die geschilderten Nachteile werden nach dem erfindungsg@emä.ssen Verfahren für den Betrieb von Wärmeverbrauchsanlagen da durch umgangen, dass der Wärmeträger den einzelnen, zwischen einer Zufuhr- und einer Rüekführleitung angeordneten, je minde stens einen Wärmeverbraucher aufweisenden 'ä rmeverbrauchseinrichtungen derart zuge leitet wird,
class der Durehfluss und Druck abfall an jeder Wä rmeverbrauchseinrichtung unabhän sig von ihrer Wärmeabgabe konstant. bleibt und letztere mindestens angenähert ver hältnisgleich zum Verstellweg eines Regel- organes gehalten wird.
Die ebenfalls Gegen stand der Erfindung bildende Einrichtung zur Durehführung des erfindungsgemässen Ver fahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Wä.rmeverbrauchsteil der einzelnen Wärme verbrauchseinriehtungen eine von einem Drei weg-Regelorgan abgezweigte Umgehungslei tung parallel geschaltet und zwischen dem Dreiweg-Regelorgan und dem Wärmever- brauchsteil eine Regelmuffe vorgesehen ist.
An Hand der Zeichnung werden das er findungsgemässe Verfahren und die erfin dungsgemässe Einrichtung beispielsweise er läutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen zwischen einer Zufuhr- und einer Rückführleitung angeschlossenen Wärme verbraucher, Fig. 2 ein Diagranun, Fig. 3 ein Dreiweg-Regelorgan mit Dreh schieber, Fig. 4 eine Abwicklung zu Fig. 3 und Fig. 5 eine korrigierte Form eines dreieek- förmigen Durchlasses.
Zwischen einer Zufuhrleitung 1 (Fig.l) und einer Rückführleitung 2 sollen mehrere Wärmeverbraucher 3, von denen in Fig.1 nur einer gezeigt ist, über Leitungen 4, 5 ange schlossen sein.
Parallel zrr jedem Wärmever braucher 3 ist. eine Umgehungsleitung 6 vor gesehen, die vor dem Wärmeverbraucher von einem in der Leitung 1 angeordneten Dreiweg- Regelorgan 7 abzweigt und nach dem Wärme verbraucher in die Leitung 5 wieder einmün det. Zwischen dem Dreiweg-Regelorgan 7 und dem Wärmeverbraucher 3 ist. eine Regelmuffe 16 vorgesehen, vermittels welcher der Strö mungswiderstand des Wärmeverbraueherkrei- ses demjenigen der Umgehungsleitung ange- passtwerden kann.
Eine solche Einstellung würde jedoch allein noch nicht genügen, um eine der Verstellung des Regelorganes verhältnisgleiche Wärme abgabe durch den Wärmeverbraucher 3 zu er zielen. Im Diagramm der Fig.2 zeigt bei spielsweise die Kurve a die abgegebene Wärme menge W eines als Rippenheizkörper ausge bildeten Wärmeverbr auchers in Abhängigkeit vom Regelorganweg H.
Daraus ist ersichtlich, dass trotz linearer Änderung des Weges H die Wärmeabgabe des Wärmeverbrauehers a.n- fänglieh stärker, das heisst mehr als linear zu nimmt, während gegen Ende des Regelberei ches nur noch eine geringe Änderung ein tritt. Ideal wäre eine lineare Beziehung zwi schen der abgegebenen Wärmemenge und dem Regelorganweg H, wie dies in der Fig. 2 durch die Gerade b dargestellt wird.
Um die ser Beziehung nachzukommen, sind nun von den drei Durchlässen des Dreiwe_-Regel- organes derjenige für den Wärmeverbraucher und derjenige für die Umgehungsleitung min destens angenähert dreieekförmig gestaltet.
Das Regelorgan ist dabei so gestaltet, dass die Umleitung des Wärmeträgerflusses von der Umgehungsleitung auf den Wärmeverbraucher und der Durchfluss durch die Umgehungs leitung am Anfang des Verstellbereiches schneller und gegen das Ende desselben lang samer sich verändern und während des ganzen Verstellbereiehes die Summe der durch den Wärmeverbraucher und die Umgehungsleitung strömenden Mengen und damit der Druck abfälle unverändert bleibt.
In der Fig.3 ist ein nach diesen An gaben hergestelltes Dreiweg-Regelorgan sehe- rnatisch dargestellt. Darin bedeutet 8 die Zu fuhrleitung, 9 die Umgehungsleitung und 1.0 die zum Wärmeverbraneher führende Leitung. Im Innern eines zylindrischen Gehäuses 11. ist ein Drehschieber 12 vorgesehen, welcher einen Zufuhrdurehlass 13, einen Durehlass 14 für die Umgehungsleitung und einen Durch lass @15 für den VGTärmeverbrancher aufweist.
In der dargestellten NTUllstellung (Anfangs stellung) des Sehiebers ist die Leitung 1.0 zum Värmeverbrai-ieher durch den Drehsehie- ber 12 gesperrt. Von dieser Nullstellung aus kann der Drehschieber 12 um den Verstell bereich cp im Uhrzeigersinn verstellt werden. In der Endstellung des Sehiebers 1.2 ist die Zufuhr immer noch ganz offen, die Um gehungsleitung 9 gesperrt. und die Wärmever- braneherleitung 10 ganz offen.
In der Fig.4 ist eine Abwieklung der zylindrischen Mantelfläehe des Drehsehiebers 12 dargestellt. Aus dieser Figur geht die dreieckförmige Gestalt der Dureblässe 14 und 1.5 deutlich hervor. Der Zufuhrdurchlass 1.3 ist hingegen beispielsweise reehteekförmig ge staltet. Der abgewickelte Drehschieber 12 ist. in der der Fig. 3 entsprechenden Nullstellung dargestellt, und die vom Wärmeträger dureb- fl.ossenen Öffnungen sind schraffiert darge stellt.
Einer Verdrehung des Drehschiebers 12 entspricht in der Fig. 3 eine Verschiebung der abgewickelten Mantelfläche 12 in der an gegebenen Pfeilrichtung. Aus der Fig. 3 ist dann ersichtlich, wie der Durehlass 14 der Umgehungsleitung und der Durehlass 15 des Wärmeverbrauchers abgedeckt bzw. freigege ben werden, wenn der Schieber geöffnet wird. Der wirksame Teil des Zufuhrdurchlasses 13 bleibt hingegen in seiner Grösse unverändert.
Die Anwendung von dreieckförmigen Durchlässen 14, 15, wie sie in der Fig. 4 dar gestellt sind, ergibt noch nicht. ganz befrie digende Verhältnisse. Der Verlauf der durch den Wärmeverbraneher abgegebenen Wärme menge erfolgt etwa nach der Kurve c in der Fig. 2.
Es ist- jedoch möglich, die Gestalt der dreieekförmigen Durchlässe 14, 15 derart. zu bestimmen, dass die durch den Wärmever braucher abgegebene Wärmemenge in Funk tion des Regelorganweges tatsächlich nach der Geraden b in der Fig. 2 verläuft, das heisst, dass die abgegebene Wärmemenge verhä.ltnis- gleieh mit der Verdrehung des Drehschiebers 12 des Dreiweg-Regelorganes 7 erfolgt. Eine solche korrigierte Durehlassform ist. beispiels weise in der Fig. 5 dargestellt.
Durch die beschriebene Einrichtung wird erreicht., dass eine gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen Wärmeverbraucher einer Heizanlage nicht mehr stattfindet und dass eine einwandfreie Regelung ermöglicht wird, da der Regelbereich des Dreiweg-Regelorganes jetzt über den ganzen Drehv@inkelbereieh wenigstens annähernd -leiehmässig verteilt ist.
Statt nur einzelne Wärmeverbraucher nach dem beschriebenen Verfahren zu betrei ben, können auch Gruppen von Wärmever brauchern gebildet und je nach dem geschil derten Verfahren betrieben werden.
Das Dreiweg-Regelorgan 7 kann natürlich auch mit einer sogenannten Voreinstellung versehen werden, um die gewünschte Wärme mengenverteilung auf die verschiedenen Wärmeverbraucher einer Anlage voreinzustel len. Ferner kann das Dreiweg-Regelorgan 7 auch einen Hubkolben statt einen Drehschie ber aufweisen, wodurch eine bessere Ausnüt- zung des Hubes (keine Überdeckung) ermög licht wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt ausserdem insbesondere auch die Anwendung von Wärmezählern für konstante Durchfluss- mengen, die sich durch einfache Konstruktion und kleine Dimensionen auszeichnen.
Procedure for the operation of heat consumption systems. In order to bring a room to a desired temperature, the amount of heat transfer medium flowing through the heat consumer, which is designed as a heating element, is changed between a latimrm and a minimum or completely switched off.
This regulation takes place by means of a throttle device in the form of a through valve or cock. Since the amount of heat transfer medium flowing through is not roughly linearly proportional to the closing angle of those organs, the actual regulation is compressed to a small extent and is. not satisfactory, i.e. it is difficult to set a certain room temperature. Such a throttle device does not work practically as a control device, but only as a shut-off device.
Furthermore, it should not be overlooked that such a control of a heat consumer has a retroactive effect on the other heat consumers of the same system in the sense of an increase or decrease in the heat output, which is also not desirable.
The disadvantages outlined are circumvented according to the process according to the invention for the operation of heat consumption systems in that the heat transfer medium is supplied to the individual heat consumption devices, which are arranged between a supply and a return line and each have at least one heat consumer,
class the flow rate and pressure drop at each heat consumption device are constant, regardless of their heat output. remains and the latter is kept at least approximately in proportion to the adjustment path of a control element.
The device for carrying out the method according to the invention, which is also an object of the invention, is characterized in that a bypass line branched off from a three-way control element is connected in parallel to the heat consumption part of the individual heat consumption units and is connected in parallel between the three-way control element and the heat consumption part a regulating sleeve is provided.
Using the drawing, the method according to the invention and the device according to the invention are explained, for example.
1 shows a heat consumer connected between a supply line and a return line, FIG. 2 shows a diagram, FIG. 3 shows a three-way control element with a rotary slide valve, FIG. 4 shows a development of FIG. 3 and FIG. 5 shows a corrected one Shape of a triangular passage.
Between a supply line 1 (Fig.l) and a return line 2, several heat consumers 3, of which only one is shown in Fig. 1, should be connected via lines 4, 5.
Parallel to each heat consumer 3 is. a bypass line 6 is seen before, which branches off in front of the heat consumer from a three-way control element 7 arranged in the line 1 and after the heat consumer in the line 5 again einmün det. Between the three-way control element 7 and the heat consumer 3 is. a regulating sleeve 16 is provided, by means of which the flow resistance of the heat consumer circuit can be adapted to that of the bypass line.
However, such a setting would not be sufficient on its own to achieve a heat output by the heat consumer 3 that is proportionate to the adjustment of the control element. In the diagram of FIG. 2, curve a shows, for example, the amount of heat W emitted from a heat consumer designed as a ribbed heater as a function of the control organ path H.
It can be seen from this that despite a linear change in the path H, the heat output of the heat consumer initially increases more, i.e. more than linearly, while only a slight change occurs towards the end of the control range. A linear relationship between the amount of heat emitted and the control element path H, as shown in FIG. 2 by the straight line b, would be ideal.
In order to comply with this relationship, of the three passages of the Dreiwe_-control organ, the one for the heat consumer and the one for the bypass line are designed to be at least approximately triangular.
The control element is designed in such a way that the diversion of the heat carrier flow from the bypass line to the heat consumer and the flow through the bypass line change faster at the beginning of the adjustment range and more slowly towards the end of the same, and during the entire adjustment range the sum of the heat consumers change and the bypass line flowing volumes and thus the pressure drop remains unchanged.
In FIG. 3, a three-way regulating element produced according to these specifications is shown schematically. 8 means the supply line, 9 the bypass line and 1.0 the line leading to the heat burner. Inside a cylindrical housing 11, a rotary valve 12 is provided, which has a feed passage 13, a passage 14 for the bypass line and a passage @ 15 for the VGTärmeverbrancher.
In the illustrated NTUllstellung (initial position) of the screen, the line 1.0 to the heat connector is blocked by the rotary valve 12. From this zero position, the rotary valve 12 can be adjusted clockwise by the adjustment range cp. In the end position of the gate valve 1.2, the supply is still completely open, the order bypass line 9 is blocked. and the heat burner pipe 10 completely open.
In FIG. 4, a scaling of the cylindrical lateral surface of the rotary valve 12 is shown. This figure clearly shows the triangular shape of the dural vesicles 14 and 1.5. In contrast, the supply passage 1.3 is designed in the shape of a Reehteek, for example. The unwound rotary valve 12 is. shown in the zero position corresponding to FIG. 3, and the openings flowed through by the heat transfer medium are hatched.
A rotation of the rotary valve 12 corresponds in FIG. 3 to a shift of the developed lateral surface 12 in the direction of the arrow given. From Fig. 3 it can then be seen how the Durehlass 14 of the bypass line and the Durehlass 15 of the heat consumer are covered or freege ben when the slide is opened. The effective part of the supply passage 13, however, remains unchanged in its size.
The use of triangular passages 14, 15, as shown in FIG. 4 is not yet. quite satisfactory conditions. The course of the amount of heat given off by the heat burner takes place approximately according to curve c in FIG. 2.
However, it is possible to change the shape of the triangular passages 14, 15 in this way. to determine that the amount of heat given off by the heat consumer actually runs along the straight line b in FIG. 2 as a function of the control element path, i.e. the amount of heat given off is proportional to the rotation of the rotary valve 12 of the three-way control element 7 takes place. One such corrected dural body shape is. example, shown in FIG.
The device described ensures that the various heat consumers in a heating system no longer influence each other and that proper control is made possible, since the control range of the three-way control element is now at least approximately distributed over the entire rotating range.
Instead of just operating individual heat consumers according to the method described, groups of heat consumers can also be formed and operated depending on the method described.
The three-way control element 7 can of course also be provided with a so-called preset in order to preset the desired amount of heat distribution to the various heat consumers of a system. Furthermore, the three-way regulating element 7 can also have a reciprocating piston instead of a rotary slide valve, which enables better utilization of the stroke (no overlap).
The method according to the invention also allows in particular the use of heat meters for constant flow rates, which are characterized by simple construction and small dimensions.