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Anlage zur Heißwasserbereitung durch Abwärmeverwertung bei Dampfanlagen.
Durch die bekannten in dem Rauchgasabzug angeordneten Rauchgasvorwärmer wird eine
vollständige Ausnutzung der Rauchgasw arme nicht erzielt, weil die den Kessel versorgenden
Vorwärmer eine gleichmäßige Leistung haben müssen, namentlich was die Temperatur
des von ihnen gelieferten Heißwassers betrifft. Diese notwendige Rücksichtnahme
auf die gleichmäßige Versorgung der Dampfkessel durch den üblichen Vorwärmer setzt
der Ausnutzung der Rauchgaswärme durch den üblichen Vorwärmer Grenzen.
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Gemäß der Erfindung wird ohne Beeinträchtigung der gleichmäßigen Wirkung
des üblichen Rauchgasvorwärmers eine bessere Ausnutzung der gesamten Abwärme einer
Dampfanlage erzielt, als bisher möglich war. Die Erfindung besteht darin, daß unmittelbar
hinter dem üblichen, auf die Dampfkessel arbeitenden Vorwärmer ein zusätzlicher
Wassererhitzer angeordnet ist, welcher vorzugsweise unter Kreislaufführung des Wassers
auf einen von dem Wasserkreislauf der Dampfkesselanlage unabhängigen Sammelbehälter
arbeitet, der außerdem sämtliche Überschuß und Abwärme führenden Mittel, wie überschüssigen
Kesseldampf. Abdampf und heiße Abwässer, aufnimmt.
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Die Ausnutzung der Abwärme der Rauchgase wird somit in zwei Stufen
zerlegt; die Leistung des zweiten, hinter dem üblichen Vorwärmer- angeordneten Wassererhitzers
wäre jedoch für sich allein zu schwankend, als daß sie gewerblich ausgenutzt «-erden
könnte. Erst dadurch, daß die zweite Stufe, das ist der nachgeschaltete Wassererhitzer,
mit den Einrichtungen zur Verwertung der sonstigen OOuellen von Abwärme und Überschußwärme
zu einem einzigen Aggregat vereinigt wird, wird bei weitestgehender Ausnutzung der
Abwärme die für die gewerbliche Verwertung notwendige Regelmäßigkeit der Leistung
erzielt.
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Die Abb. i bis 3 der Zeichnungen veranschaulichen in schematischer
Darstellung drei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Die Abwärmev erwertungsanlage nach der Abb. i besteht aus einer Pumpe
a beliebiger Art, einem Heißw assererzeuger b, welcher in den Abzugkanal c der Abgase
eingebaut ist, und einem ungeheizten Wasserbehälter d,- der als Heißwassersammler
dient und in welchen das ganze von dem Heißwassererzeuger b erzeugte Heißwasser
gelangt. Zwischen der Pumpe a, dem Heißwassererzeuger b und dem Heißwassersammler
d sind Verbindungsleitungen z und h vorgesehen, in welche Regel-, Sicherheits- und
Absperrorgane g, da,
L und m eingebaut sind.
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Das von der Pumpe a durch die Leitungen i, k in den Behälter
d geförderte Wasser muß einen derartigen Druck besitzen, daß während der
Heißwassersammlung eine Verdampfung des gesammelten Heißwassers ausgeschlossen ist.
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Wird Niederdruckdampf zu irgendwelchen Zwecken benötigt, so kann dieser
durch Entnahme
von Heißwasser aus der Leitung p und durch Druckentlastung
desselben mittels des Ventils q und dadurch bewirkte Nachverdampfung des Heißwassers
aus dem Sammler d gewonnen werden. Die größte entnehmbare Dampfmenge ist von der
aufgespeicherten Heißwassermenge, deren Temperatur und vom Endentlastungsdruck abhängig.
Der Zustand des Entnahmedampfes (Druck, Temperatur, trocken oder feucht) kann den
jeweiligen Verwendungszwecken entsprechend gewählt werden und, falls notwendig,
durch in die Entnahmeleitung p eingebaute Dampftrockner, Überhitzer oder Temperaturregler
den gewünschten Verhältnissen angepaßt werden.
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Durch die Dampfentnahme aus dem Sammler d sinkt die Temperatur des
darin verbleibenden Heißwassers bis auf die der Endentnahmespannung entsprechende
Verdampfungstemperatur. Dieser Temperaturabgang kann der Erfindung gemäß dadurch
wieder gedeckt werden, daß das Heißwasser aus dem Sammler neuerlich durch den. Heißwassererzeuger
b geschickt wird, was z. B. durch die Pumpe a erfolgen kann. Zu diesem Zwecke ist
der Sammler d mit der Saugseite der Pumpe a. durch eine Leitung s verbunden. Soll
das Wasser aus dem Sammler d in den Heißwassererzeuger b zurückgeleitet werden,
so braucht nur das in die Zuströmleitung zur Pumpe a eingebaute Ventil
f geschlossen und das in die Verbindungsleitung s eingebaute Ventil f, geöffnet
zu werden. Selbstverständlich könnte der Kreislauf auch mittels einer besonderen
Umwälzpumpe beliebiger Art erfolgen. Je nach der Stellung (gänzliche oder teilweise
Sperrung) der Ventile f, f, kann nur durch die Leitung e Frischwasser, oder nur
durch die Leitung s Warmwässer, oder aber auch Mischwasser aus beiden Leitungen
mittels der Pumpe a durch den Heißwassererzeuger b gedrückt werden.
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Durch eine Leitung n kann über das Ventil o Heißwasser auch zu beliebigen
Verwendungszwecken dem Sammler d entnommen werden. Die Leitung n kann auch als Ablaßleitung
dienen.
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Der Sammler d kann ferner vorteilhaft auch gleichzeitig als Wärmespeicher
für überschüssige Wärmemengen der Gesamtanlage verwendet werden, indem das diese
Abwärme führende Wasser (oder Dampf) durch eine Leitung t über das Ventil
u in den Sammler d
eingeführt wird.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. sind zwei Heißwassererzeuger
b und b, und außer der Pumpe a noch eine besondere Umwälzpumpe a,
vorgesehen. Durch diese Anordnung sowie mittels der in die Verbindungsleitungen
s und ä eingebauten beiden Ventile v und w wird ermöglicht, die Pumpe a über den
Erzeuger b und Pumpe a, über den Erzeuger b, gleichzeitig nebeneinander, oder nur
eine der beiden Pumpen über beide Erzeuger b und b, in den Sammler d arbeiten
zu lassen. Ein Absperrorgan x dient zur Abschaltung der Pumpe a, vom Sammler
d; h, m, sind in die Verbindungsleitung k,
zwischen dem Heißwassererzeuger
b, und dem Sammler d eingebaute Ventile. Im übrigen ist die Anordnung und Wirkungsweise
ähnlich wie bei der Ausführungsform nach der Abb. z. Selbstverständlich könnten
auch mehr als zwei Heißwassererzeuger vorgesehen sein.
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Die Abb. 3 zeigt ein der Abb. z ähnliches Ausführungsbeispiel mit
dem Unterschied, daß mehrere Sammler d,, d_, d3 vorgesehen sind. Jeder dieser
Sammler kann durch die Verbindungsleitungen k, k, und durch in diese eingebaute
Ventile z" _ z", z,', --211 .Z;,' an -inen der Heißwassererzeuger
b und b, geschaltet oder mit beiden Erzeugern verbunden w=erden. Durch
die Rohrleitungen s" s--, s3 und in diese eingebaute Ventile x" x- x; kann
mittels der Pumpe a, Heißwasser aus einem oder allen Sammlern d,, d2, d3 entnommen
und j e nach Einstellung der Ventile w, v
durch einen oder beide Erzeuger
b, b, wieder hindurch und in einen beliebigen oder in alle Sammler zurückgefördert
werden. Die Pumpe a, kann auch durch eine besondere Leitung e, mit Ventil
y Wasser aus einer beliebigen anderen Stelle der Anlage entnehmen und durch
die beiden Heißwassererzeuger b und b, oder nur durch den letzteren hindurchführen.
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In die Entnahmeleitungen p,, p= und p3 der Sammler sind Ventile
q,, q= und q., eingebaut. Die Speicherleitungen t" t2, t3 und die
in denselben angeordneten Ventile u,, zc;, u, sind die gleichen wie bei der
Anordnung gemäß Abb. r und z.
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Mittels der Rohrleitungen k, k" s,, s=, s3 und der in diese
eingebauten Ventile können die Sammler unter sich verbunden werden: zu diesem Zwecke
können auch besondere Verbindungsleitungen mit Absperrorganen zwischen den Sammlern
vorgesehen werden.
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Die Ausführung nach der Abb. 3 bietet den Vorteil, daß durch Kupplung
(Ab- und Zuschalten) entsprechender Heißwassersammler große Heißwassermassen in
gewünschter Menge und Temperatur aufgespeichert werden können . und Dampf von verschiedener
Spannung und Temperatur aus den einzelnen Sammlern entnommen werden kann, Weiter
kann. zwischen den Sammlern eine Ausgleichs- und Pufferwirkung sowie eine größere
Regelmäßigkeit in der Dampfentnahme erzielt werden, wodurch mannigfaltigen Bedürfnissen
betreffend die Verwendung Lies
entnommenen Niederdruckdampfes entsprochen
werden kann.
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Es sei noch bemerkt, daß die in die verschiedenen Verbindungsleitungen
eingebauten Absperr- oder Regelorgane je nach Notwendigkeit und Wahl selbsttätig
oder von Hand aus betätigt sein können.