DE1133102B - Heisswasserheizungsanlage mit nebeneinandergeschalteten Dampfkesseln als Heisswassererzeuger - Google Patents

Description

• Heißwasserheizungsanlage mit nebeneinandergeschalteten Dampfkesseln als Heißwassererzeuger Die Erfindung betrifft nebeneinandergeschaltete Dampfkessel als Heißwassererzeuger ohne Wasserausgleichsleitung für Heißwasserheizungsanlagen. Es ist hierbei bekannt, den Dampfraum der Kessel zur Aufnahme von Volumenänderungen des Wassers bei Temperaturwechsel zu benutzen. Dadurch werden weniger Rohrleitungen und Absperrventile benötigt als bei hintereinandergeschalteten Kesseln. Ferner steht mehr Ausdehnungsraum zur Verfügung, so daß bei größeren Heiznetzen zusätzliche Ausdehnungsräume wegfallen. Im übrigen können alle Kessel neben Heißwasser gleichzeitig Dampf abgeben. Bei den bisher bekannten Schaltungen hängt aber die Sicherheit des Betriebes in erheblichem Maße von der Aufmerksamkeit des Heizers ab, und sie sind nur anwendbar, wenn die Wasserspiegel aller Kessel sich in der gleichen Ebene befinden.
• Die technische Schwierigkeit bei nebeneinandergeschalteten Dampfkesseln liegt in der Unterbrechung der Kontinuität der Wasserströmung durch die Dampfräume. Es bedarf besonderer Vorkehrungen, um zu erreichen, daß dem einzelnen Kessel die gleiche Wassermenge entnommen wird, die ihm aus der Rücklaufleitung zuströmt. In jedem Fall werden die Dampfräume zum Druckausgleich miteinander verbunden und im allgemeinen auch die Wasserräume etwas oberhalb der feuerberührten Heizflächen. Der Druckausgleich vollzieht sich nur dann vollkommen, wenn die Temperatur des Wassers am Spiegel in sämtlichen Kesseln. gleich hoch ist. Wenn kühles: Rücklaufwasser an den Wasserspiegel kommt, was bei den unstabilen Strömungsverhältnissen in Großwasserraumkesseln unvermeidbar ist, oder wenn das Rücklaufwasser in den Dampfraum eingeführt wird, z. B. nach dem deutschen Patent 929 639, können erhebliche Dampfmengen von einem zum anderen Kessel strömen. Druckunterschiede infolge der Strömungswiderstände von nur 0,01 atü rufen bereits Wasserspiegelunterschiede von. 100 mm hervor. Dieser Unterschied wird durch die wasserseitigen Verbindungen nicht ausgeglichen. Ihre Wirksamkeit für die nicht durch Unterschiede im Druck, sondern in den durch die Anschlußleitungen der Heizungsanlage zu- und abströmenden Wassermengen setzt einen Gefälleunterschied voraus, der bei der möglichen Weite der Ausgleichsanschlüsse des Wasserspiegels in einem der Kessel den Wasserspiegel bis zur Kante des Entnahmerohrs absinken lassen kann, wodurch es zum Mitreißen von Dampf in die Pumpe, zum Aussetzen der regelmäßigen Wasserförderung und bei Mischung des Dampfes mit kühlerem Wasser zu Kondensationsschlägen kommt, die wegen der damit verbundenen hohen Druckspitzen Ausrüstungsteile zerstören können.
• Der sichere Betrieb einer solchen Anlage erfordert einen aufmerksamen Heizer, gleichmäßige Feuerung der Kessel und Vermeiden von Wärmeverbrauchsspitzen. Die Wasserausgleichsleitung ist an sich eine fragliche Sicherheitsmaßnahme, wenn außergewöhnliche Betriebszustände in Betracht gezogen werden, wie Klemmen eines Rückschlagventils, Anheizen der ausgekühlten Anlage bei niedrigen Wasserständen und etwa irrtümliches Schließen eines Anschlußventils.
• Nicht bewährt haben sich Anordnungen ohne Wasserausgleichsleitung, jedoch mit Schwimmerreglern in den Kesselanschlüssen zur Hauptrücklaufleitung, weil sich in Kesseln zur Heißwassererzeugung der Wasserspiegel oft sprunghaft ändert, wenn die langsam von den Heizflächen aufsteigenden Dampfblasen durch Verlagern der Strömungen längere oder kürzere Zeit bis zur Kondensation brauchen und dadurch die Wassermasse mehr oder weniger aufblähen. Die Erscheinung kann zu einem unangenehmen Pendeln in der Wasserzuteilung mit Rückwirkungen auf das Heizungsnetz führen.
• Bekannt ist auch eine Anordnung ohne Wasserausgleichsleitung nach den deutschen Patenten 531148 und 645 022, wobei durch Unterdrückung der Dampfwassergemischbildung in der Entnahmeleitung des Kessels in Verbindung mit einer Heberwirkung eine gewisse Kontinuität zwischen der Rückgabe- und der Entnahmemenge an den einzelnen Kesseln. erzielt wird.
• Nach der Erfindung wird diese Kontinuität unter Verzicht auf Wasserausgleichsleitungen bei nebeneinandergeschalteten Dampfkesseln der eingangs angeführten Gattung dadurch erzielt, daß das Vorlaufwasser aus den Kesseln nach unten je durch ein senkrechtes Entnahmerohr abgeführt wird, das sich bis in die obersten Kesselwasserschichten erstreckt und hier eine stürzenartige Erweiterung aufweist. Als Folge davon können Dampfblasen allenfalls in einem zulässigen Maß mitgerissen werden. Ferner können Kessel mit verschieden hohen Bauhöhen oder nicht in einer Ebene liegenden Wasserspiegeln. nebeneinandergeschaltet werden, ohne die vorerwähnte Kontinuität zwischen Rückgabe- und Entnahmemenge von Wasser an den einzelnen Kesseln zu benachteiligen.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
• Bild 1 zeigt zwei nebeneinandergeschaltete Dampfkessel 1. Die beiden Kessel haben gleich hohe Wasserstände und sind durch eine Dampfausgleichsleitung 2 miteinander verbunden. Das Heißwasser fließt durch stehend im Kessel angeordnete Entnahmerohre 3 über die Absperrventile 4 zur Umwälzpumpe 5 und über das Heiznetz mit den Wärmetauschern 6 sowie die Rücklaufleitungen 7, gegebenenfalls unter Einschaltung der Rückschlagklappen 8, in die Kessel zurück. Die Entnahmerohre sind oben stürzenartig, 9, erweitert, um das Entstehen eines Dampfblasen mitreißenden Wirbels zu unterbinden. Aus naturgesetzlichen Gründen ist eine völlig blasenfreie Entnahme kaum zu erzielen; es wird aber sicherer Betrieb der Anlage durch in geringem Maße mitgerissene Dampfblasen nicht gestört. Die Kondensation von Blasen könnte durch Zufuhr von Rücklaufwasser in die Entnahmeleitung beschleunigt werden.
• Für Kessel mit unruhigem Wasserstand und für Kessel, deren Wasserspiegel höher liegt als der der übrigen nebeneinandergeschalteten Kessel, hat sich eine in die Stürze eingesetzte Leitvorrichtung 10 als vorteilhaft erwiesen. Sie besteht aus einer Düse mit oder ohne seitliche Löcher, die oben über dem höchsten Wasserstand des betreffenden Kessels endet und unten bis unter die Einlaufkante reicht. Das untere Ende kann dabei etwas aufgeweitet sein, wie angedeutet ist.
• Nach Bild 2 können die stehenden Entnahmerohre auch neben die Kessel gesetzt werden. Das Entnahmerohr 12 des hochliegenden Kessels 11 ist -dabei nur bis zur Höhe des Wasserstandes im niedrigliegenden Kessel 13 gefüllt. Der Wasserspiegel im Kessel 11 ist bei nebeneinandergeschalteten Kesseln. nahezu unveränderlich. Der Stärzenrand 14 des Entnahmerohrs liegt etwas höher als der Stürzenrand 16 des Einlaufrohrs im Kessel, so daß, begünstigt durch die Umlenkung am ausgeweiteten Rand, fast dampffreies Wasser zum Entnahmerohr strömt. Hier findet sich wieder das erwähnte Leitrohr 10. Eine Verbindungsleitung 15 mit dem jeweiligen Kessel gleicht den Druck aus.
• Der Stürzenrand kann Einschnitte oder andere Leitvorrichtungen erhalten, die eine Rotation des überfließenden Wasserschleiers erzeugen oder den Wärmetausch zwischen Dampf und Wasser begünstigen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Nebeneinandergeschaltete Dampfkessel als Heißwassererzeuger ohne Wasserausgleichsleitung für Heißwasserheizungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorlaufwasser aus den Kesseln nach unten je durch ein senkrechtes Entnahmerohr (3) abgeführt wird, das sich bis in die obersten Kesselwasserschichten erstreckt und hier eine stürzenartige Erweiterung aufweist.
2. 2. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stürze des Entnahmerohres etwa gleichachsig dazu ein mit dem Kesseldampfraum in Verbindung stehendes Leitrohr (10) eingesetzt ist.
3. 3. Kessel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Kerben in der Stürze des Entnahmerohres oder durch abgewendelte Blechstreifen im Spalt zwischen Entnahmerohr (3) und Leitrohr (10)- dem Vorlaufwasser eine Drehbewegung aufgezwungen wird.
4. 4. Kessel nach Anspruch l., dadurch gekennzeichnet, daß das Entnahmerohr in an sich bekannter Weise seitlich aus dem Kessel herausgeführt ist und die Oberkante (16) des Einlaufanschlusses etwas tiefer als die Kante (14) der Stürze liegt (Bild 2). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 531148, 645 022, 929639.