DE159483C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine Warmwasserheizung, bei welcher das Heizwasser im Vorlauf einen geregelten, gleichmäßigen Überdruck erhält, so daß ein lebhafter, trotzdem aber regelbarer Umlauf des Heizwassers unabhängig von der Höhenlage der Wärmequelle (Kessel oder Vorwärmer) in bezug auf die Heizkörper erlangt wird.

Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß

ίο über dem höchsten Punkt des ■ Heizsystems an Stelle des sonst üblichen geschlossenen Ausdehnungsgefäßes zwei offene Gefäße angeordnet werden, von denen das eine höher steht als das andere und das obere Gefäß mit dem Vorlauf, das untere mit dem Rücklauf der Heizung verbunden wird. Wenn in das obere Gefäß Wasser gefüllt wird, so fließt dieses zunächst in den Vorlauf und durch die Heizkörper, alsdann in den Rücklauf und von da in das untere Gefäß, von dem es mittels einer Pumpe o. dgl. in das obere Gefäß zurückgepumpt wird. Die genaue Regelung des Überdruckes oder der treibenden Wassersäule erfolgt -durch Uberlaufen vom oberen Gefäß nach dem unteren. Die Wärmequelle kann im Vorlauf, im Rücklauf oder in den beiden offenen Gefäßen, also an beliebiger Stelle des Heizsystems angeordnet werden.

Auf der Zeichnung ist das Heizsystem schematisch dargestellt, und zwar in Fig. 1 in der einfachsten Form, in Fig. 2 mit einer Änderung in der Anordnung der beiden übereinander stehenden Gefäße und der zu denselben führenden Leitungen. Fig. 3 zeigt eine weitere Vervollkommnung der Anordnung nach Fig. 2, und zwar mit einem Niederdruckdampfkessel als Betriebsquelle für die Wasserhebevorrichtung und als Wärmequelle für einen Vorwärmer, sowie ferner mit Warmwasserkessel als weiterer Wärmequelle. Fig. 4 ist eine andere Ansicht des· Niederdruckkessels nach Fig. 3. Fig. 5 ist ein in größerem Maßstabe gehaltener Schnitt durch die beiden Gefäße in Verbindung mit einem Niederdruckdampfwasserheber. Fig. 6 stellt den Niederdruckdampf wasserheber (Pulsometer) im Schnitt dar. Fig. 7 zeigt die Anordnung des Heizsystems, wenn Dampf für die Anlage zur Verfügung steht, also kein Niederdruckdampfkessel als Betriebs- und Wärmequelle aufgestellt zu werden braucht, und Fig. 8 veranschaulicht die neue Heizung als Etagenheizung ausgebildet, bei welcher die Heizkörper in gleicher Höhe mit dem Kessel stehen und nur ein Dampfniederdruckkessel mit Vorwärmer, also kein Warmwasserkessel angewendet wird.

Aus Fig. ι ist das Wesen der Erfindung deutlich erkennbar. Oberhalb des Heizsystems, bei dem die Wärmequelle auch höher liegen kann als die Heizkörper, befinden sich an Stelle des sonst üblichen Ausdehnungsgefäßes die beiden offenen Gefäße i und k.

Der Warmwasserkessel a, der als Wärmequelle für die Warmwasserheizung dienen soll und dessen Lage eine beliebige sein kann, ist in diesem Falle in den Vorlauf eingeschaltet, so daß dieser in zwei Teile zerlegt ist, nämlich in die Leitung I, welche vom oberen Gefäß i zum Warmwasserkessel α führt, und in die Leitung b, an welche die

(z. Auflage, ausgegeben am 26. Juli

Heizkörper angeschlossen sind. Der Vorlauf beginnt also am oberen Gefäß i und geht durch die Wärmequelle hindurch bis zu den Heizkörpern. Der von diesen kommende Rücklauf c dagegen ist durch ein Rohr m an das zweite tiefer gelegene Gefäß Ji angeschlossen. Durch Leitungen p q und eine Pumpe ο sind die beiden Gefäße i und k miteinander verbunden, außerdem führt ein

ίο Überlaufrohr η aus i nach k. Wird das Heizsystem bis zu einer gewissen Höhe des unteren Gefäßes k mit Wasser gefüllt und die Pumpe ο in Tätigkeit gesetzt, so daß das Wasser aus dem vom Rücklauf kommenden Rohr m bezw. dem unteren Gefäß Ji nach dem oberen Gefäß i gehoben wird, so findet ein Kreislauf im Heizsystem statt, und die Höhe der treibenden Wassersäule 10 stellt sich durch die Entfernung der beiden Wasserspiegel in den beiden Gefäßen i und k dar, wird aber durch das Überlaufrohr η begrenzt.

Aus dem oberen Gefäß i fließt also das Wasser mit dem Überdruck der treibenden Wassersäule 10 in die Wärmequelle a, von da durch die Heizkörper in den Rücklauf c, das Rohr in und das untere Gefäß Ji, von dem es durch Pumpe 0 wieder dem oberen Gefäß i zugeführt wird.

Hebt die Pumpe 0 zuviel Wasser, so fließt es durch den Überlauf u unmittelbar in das untere Gefäß k, so daß also die treibende Wassersäule 10 genau begrenzt ist und die Höhe derselben genau festgelegt werden kann.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 bilden die beiden Gefäße i und Ji einen Behälter Ji, der durch eine wagerechte Mittelwand geteilt ist. Den Überlauf bildet das auf der Mittelwand stehende Rohr η. Außerdem ist auch die Verbindung mit Wärmequelle und Rücklauf anders angeordnet. Der Rücklauf c ist bis nach der Wärmequelle α zurückgeführt und in diese Leitung ist eine Abstellvorrichtung d eingeschaltet. Zwischen der Abstellvorrichtung d und dem Kessel α schließt das vom oberen Gefäß kommende Rohr I an und vor d nach dem Rücklauf zu das nach dem unteren Gefäß führende Rohr in, so daß bei geschlossener Abstellvorrichtung d wieder die Wärmequelle in dem vom oberen Gefäß i beginnenden Vorlauf liegt.

Der Vorzug dieser Anordnung besteht darin, daß bei geöffneter Abstellvorrichtung d und Außerbetriebsetzen der Pumpe 0 die Heizung als gewöhnliche Warmwasserheizung betrieben werden kann, indem dann der Vorlauf an der Wärmequelle beginnt. Voraussetzung ist dabei aber, daß die Höhenstellung der Heizkörper zum Kessel einen natürlichen Umlauf des Heizwassers durch den Temperaturunterschied der Wassersäulen im Vor- und Rücklauf gestattet.

Fig. 3 zeigt, wie bereits erwähnt, die Gesamtanordnung der neuen Heizung mit einem Niederdruckdampfkessel e als Betriebsquelle für die Wasserhebevorrichtung und als Wärmequelle für einen Vorwärmer g, sowie einen Warmwasserkessel α als weitere Wärmequelle. Diese Anordnung ist vorteilhaft, wenn die Heizung verschiedenen Beanspruchungen unterworfen ist, indem alsdann bei geringerer Beanspruchung der Niederdruckdampfkessel e als Wärmequelle genügt, während bei starker Beanspruchung" auch noch der Warmwasserkessel α hinzugenommen werden kann. Der Dampferzeuger e ist in diesem Falle als Gliederkessel mit verhältnismäßig kleinem Dampf- und Wasserraum gedacht und mit empfindlichem Verbrenuungsregler ausgestattet, so daß seine Verdampfung genau durch letzteren geregelt und der nötige Dampfdruck sicher gehalten werden kann.

Der Dampfkessel e ist, wie Fig. 4 besonders zeigt, mit einem zylindrischen Gefäß / ausgestattet, das oben mit dem Dampf- und unten mit dem Wasserraum des Kessels verbunden ist, um diese Räume zu vergrößern. In den Dampfraum des zylindrischen Gefäßes / ist ein einfaches Rohr g gelegt, in go welches an der einen Seite das vom oberen Gefäß i kommende Rohr I oder ein Abzweig desselben mündet, so daß das vom Gefäß i kommende Fleizwasser durch das außen vom Dampf umspülte Rohr hindurchgeht, also vorgewärmt wird und dann erst mittels eines Rohres 4 in den zu den Heizkörpern führenden Teil b des Vorlaufes gelangt. Der Vorwärmer g ist hier nicht abstellbar, sondern die Erwärmung des Heizwassers wird dadurch geregelt, daß man, je nachdem ein Dreiweghahn 2 eingestellt ist, das Heizwasser zwingt, nur zum Teil durch den Vorwärmer zu gehen, während der andere Teil durch ein Umführungsrohr 3 unmittelbar in das Vorlaufsrohr b geführt wird und sich hier mit dem aus dem Vorwärmer durch Rohr 4 kommenden Wasser mischt.

In Fig. 5 sind die beiden Gefäße i und Ji im senkrechten Schnitt und in größerem Maßstäbe dargestellt.

Der als Wasserfieber dienende, in Fig. 6 im Schnitt dargestellte Niederdruckpulsoliieter ο ist so tief unter dem unteren Gefäß Ji angeordnet, daß sich seine Kammern von selbst mit Wasser füllen. Bei Vorhandensein des nötigen Dampfdruckes wird alsdann selbsttätig für jede Pulsometerkammer getrennt das Wasser nach dem oberen Gefäß i gedrückt, wo es über dem höchsten Wasserstand frei ausfließt. Der Vorgang beim Wasserheben ist folgender: Das Wasser

fließt aus dem unteren Gefäß k durch Rohre p von selbst in die beiden Kammern des Pulsometers. Wenn nun der Dampf, der vom Niederdruckdampfkessel e her durch Rohrleitung r von oben mittels der Kugelsteuerung .? oder einer anderen Ventilsteuerung einer Kammer zugeführt wird, eine so hohe Spannung" hat, daß er die Wassersäule im Rohr q überwindet, dann wird das Wasser

ίο aus dieser Pulsometerkammer bis zur Unterkante der Rohre q, der sogenannten Kondensationslinie, abgedrückt. Ist diese Linie erreicht, so findet wie bei jedem Pulsometer eine schnelle Verdichtung des Dampfes mit Bildung einer Luftleere statt; dadurch wird die Kugel umgesteuert und der Dampf tritt in die zweite Kammer und drückt aus dieser das Wasser ab, während inzwischen die erste Kammer durch das Zuflußrohr p wieder gefüllt wird. Durch das Abdrücken des Wassers mittels des Dampfes wird dasselbe gleichzeitig von diesem erwärmt, so daß bei geringer Beanspruchung der Heizkörper diese Erwärmung allein schon genügen kann. Die Steuerung des Pulsometers 0 ist wie bei einem Hochdruckpulsometer eingerichtet, nur wird man die Dampfkanäle dem geringen Dampfdrucke entsprechend weit und, falls Kugelsteuerung genommen wird, die Kugel verhältnismäßig leicht annehmen. Das Rohr ρ mündet in jeder Pulsometerkammer so hoch über dem Boden aus, daß der Inhalt der Kammer nicht durch Rohr ρ zurückgedrückt werden kann, so wird nur das Wasser in p selbst herabgedrückt, wie dies dem Dampfdruck entspricht, welcher in dem Niederdruckdampfkessel durch einen Regler genau beschränkt wird. Zulaufrohre ρ und Druckrohre q des Pulsometers haben also keine Klappen, welche die Leistung bei dem geringen Dampfdruck sehr herabdrücken und bei Unreinigkeiten im Heizwasser die Durchgänge nicht dicht abschließen würden. Es ist zum Betriebe des Pulsometers nur Dampf

von einem Überdruck nötig, der einer Wassersäule entspricht, welche größer ist als die Wassersäule im Druckrohre q und kleiner als die Wassersäule von der Wasserschleife des Zuführungsrohres p bis zum Wasserstand in

k. Für höheren Betriebsdruck würden diese Wasserschleifen unbequem lang und dann zweckmäßig Pulsometer mit Rückschlagventilen angewendet werden. Der Pulsometer kann in den Wasserraum des oberen Gefäßes oder unmittelbar in den Vorlauf pumpen, welcher mit dem oberen Gefäß in Verbindung steht.

Für den gewöhnlichen Betrieb muß man den Wasserheber von einer solchen Leistung annehmen, daß er nicht nur alles Wasser hebt, welches nach dem unteren Gefäß k aus den Heizkörpern zurückfließt, sondern daß er auch imstande ist, die treibende Wassersäule 10 zu erzeugen, das heißt, er muß so viel Wasser mehr heben, daß dasselbe durch den Überlauf wieder zurückfließt. Dieser ständige Überlauf, welcher um so stärker wird, je mehr Heizkörper abgestellt werden, kann gleichzeitig' dazu benutzt werden, die Förderung des Wasserhebers zu regeln, da es unnütz ist, viel mehr Wasser zu fördern, als im Heizsystem umlaufen soll. An Stelle des vorerwähnten Überlaufes η oder etwas tiefer als derselbe kann deshalb ein Überlauf 5 angebracht werden, welcher das Überlaufwasser in ein glockenartiges Gefäß ζ an sich bekannter Art leitet, das in einem Gefäß y hängt und mit einem Drosselventil 6 im Dampfzuführungsrohr des Wasserhebers 0 durch geeignete Hebelübersetzung w verbunden ist.

Glocke ζ hat im Boden eine Öffnung, welche gestattet, daß das Überlaufwasser bei normalem Betriebe nach dem Gefäß y und von diesem durch Rohr 7 in das untere Gefäß k abfließen kann.

Wird aber der Wasserumlauf durch Abstellung von Heizkörpern im Heizsystem verringert, so fördert der Wasserheber zu viel Wasser, und durch den Überlauf 5 fließt der Glocke ζ mehr Wasser zu, als durch die Öffnung im Boden derselben wieder abfließen kann, die. Glocke füllt sich demnach, sinkt durch ihre eigene Schwere und verstellt das durch ein Gegengewicht vorher offen gehaltene Drosselventil 6 des Wasserfiebers 0, vermindert dadurch die Dampfzuführung· zu demselben und ebenso die Förderung , des Heizwassers. Der Wasserstand im unteren Gefäß k wird nun bei längerem Betriebe des Wasserhebers 0 steigen, da der Betriebsdampf dem Heizwasser als Kondenswasser zugeführt wird, auch kann Gefäß k zu Anfang durch zu hohe Füllung so hohen Wasserstand erlangen, daß die gewünschte treibende Wassersäule ίο vermindert wird. Um dies zu verhindern, wird in dem oberen Gefäß in gleicher Höhe mit Überlauf 5 zweckmäßig noch ein weiterer Überlauf t angeordnet, welcher mit einem Ventil χ versehen ist, das durch einen Schwimmer u im unteren Gefäß bewegt wird. Der Schwimmer öffnet das Ventil x, wenn der Betriebswasserstand in k überschritten wird, und es fließt dann bei normalem Betriebe Wasser durch χ so lange ab, wird . also aus dem Heizsystem entfernt, bis die festgelegte, treibende Wassersäule 10 wieder hergestellt ist. Das durch diesen Überlauf t abfließende Wasser wird vorteilhaft wieder dem Betriebsdampfkessel e durch Leitung ν als Speisewasser zugeführt.

Bei den bisher beschriebenen Anordnungen

bildete der Wasserheber ο die fast unmittelbare Verbindung zwischen den beiden Gefäßen i und k. An Stelle dessen oder in Verbindung damit kann auch eine Pumpe 5 o. dgl. an beliebiger Stelle der Leitungen eingeschaltet werden, wenn dies nur derart geschieht, daß sie die treibende Wassersäule io erzeugt, welche durch die Überläufe t und η oder 5 sowie den Schwimmer u geregelt

ίο wird. Auch hierbei ist angenommen, daß bei normalem Betrieb die Pumpe so viel Wasser über den Bedarf der Heizung in das Überströmgefäß i drückt, daß dieses überfließt, wenn der normale Überdruck im Vorlauf vorhanden sein soll. Die Glocke s kann man auch hierbei auf den Gang der Pumpe regelnd einwirken lassen, indem bei zu starker Förderung der Pumpe und stärkerem Überlauf eine stärkere Beschwerung der Glocke s

ao und somit eine Senkung derselben stattfindet. Diese Bewegung der Glocke ζ kann man in bekannter Weise durch Hebelwerk τυ auf die Tourenzahl des Motors der Pumpe vermindernd einwirken lassen.

Bei der Anordnung nach Fig. 7 ist angenommen, daß Dampf von einer Betriebsquelle zur Verfügung steht, welche durch eine Fernleitung zugeführt wird. Als Wärmequelle dient hier ein aus mehreren Dampfrohren g zusammengesetzter Vorwärmer. Der Betriebsdampf für den W'asserheber muß dann Niederdruckdampf sein, dessen Spannung durch einen Druckregler auf dem notwendigen niedrigen Druck gehalten wird.

Fig. 8 zeigt schematisch die Anordnung der neuen Heizung als Etagenheizung, wobei ein Dampfniederdruckkessel mit Vorwärmer als Betriebs- und Wärmequelle angeordnet, also kein Warmwasserkessel notwendig ist und außerdem Vor- und Rücklaufleitung zum Teil unter Kessel und Heizkörpern liegend geführt werden.

Claims (7)

Patent-Ansprüche:

1. Warmwasserheizung, dadurch gekennzeichnet, daß über dem höchsten Punkte der gesamten Heizungsanlage zwei offene Wassergefäße derart angeordnet werden, daß beide in verschiedener Höhe sich befinden und das obere Gefäß an den Vorlauf, das untere an den Rücklauf der Heizungsanlage angeschlossen ist, während ein an beliebiger Stelle angeordneter Wasserheber das zurückfließende HeizAäiasser in das obere Gefäß drückt.

2. Eine Ausführungsform der Warmwasserheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Gefäß (i) mit der Wärmequelle (a), das untere Gefaß (k) mit dem Rücklauf (c) verbunden ist, so daß nach Füllung des Heizsystems und des unteren Gefäßes mit Wasser und fortwährendem Heben des Wassers durch eine Pumpe (0) vom unteren Gefäß (k) zum oberen (i) ein fortwährendes Überströmen von dem oberen Gefäß (i) nach der Wärmequelle, durch diese nach den Heizkörpern in den Rücklauf und das untere Gefäß (k) stattfindet.

3. Ausführungsform der Warmwasserheizung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (c) eine Absperrvorrichtung (d) angeordnet und die Leitung (I) des oberen Gefäßes (i) zwischen Absperrorgan (d) und Wärmequelle (a), die Leitung (ni) des unteren Gefäßes (k) aber an die Leitung (c) vor der Absperrvorrichtung (d) angeschlossen wird, ,so daß die Heizanlage bei geschlossener Absperrvorrichtung (d) mit Überdruck, bei offener Absperrvorrichtung als gewöhnliche Warmwasserheizung betrieben werden kann.

4. Ausführungsform der Warmwasserheizung" nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oberen Gefäß (i) ein Überlauf (n) angeordnet ist, so daß das Wasser, welches durch den Wasserheber (0) mehr gefördert wird, als in den Vorlauf abfließen kann, bei Erreichung eines bestimmten Wasserstandes nach dem unteren Gefäß (k) überfließt, zum Zweck, die Druckhöhe oder die treibende Wassersäule (10) des Heizsystems genau zu beschränken.

5. Ausführungsform der Warmwasserheizung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf des oberen Gefäßes (i) durch einen Überlauf (5) ersetzt wird, welcher in ein glockenartiges Gefäß (\) an sich bekannter Art mündet, das unter dem Überlauf (5) und über dem Betriebswasserstand des unteren Gefäßes (k) am Hebel (w) derart aufgehängt ist, daß bei normalem Überlauf das zugeflossene Wasser durch die Glocke (z) unmittelbar dem unteren Gefäß (k) zufließen kann, während bei zu großer Steigerung des Flüssigkeitsstandes im oberen Gefäß

(i) die Glocke (z) infolge des stark zugeflossenen und in ihr sich ansammelnden Wassers sinkt und mittels geeigneter Hebelverbindung (tv) auf eine Abstellvorrichtung (6) der Pumpe wirkt.

6. Ausführungsform der Warmwasserheizungsanlage nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen zweiten gleich hoch oder tiefer liegenden Überlauf (t), welcher im oberen Gefäß (i) angeordnet und mit einem Abschluß (x) versehen ist,

der durch einen Schwimmer (u) im unteren Gefäß (k) in der Weise bewegt wird, daß beim Steigen des Wasserstandes im unteren Gefäß (k) über eine bestimmte Höhe der Schwimmer (u) den Abschluß (x) im Überlauf (t) des oberen Gefäßes öffnet, so daß durch den Überlauf (t) Wasser aus dem Heizsystem entfernt wird, und dadurch der Wasserstand im unteren Gefäß (k) so weit sinkt, daß die treibende Wassersäule (io) erhalten bleibt.

7. Ausführungsform der Warmwasserheizung· nach Anspruch ι bis 6, gekennzeichnet durch Einschaltung eines Pulsometers, welcher selbsttätig die treibende Wassersäule erzeugt und dabei gleichzeitig eine Anwärmung des Wassers bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.